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ES2580161T3 - Soft gel systems in the modulation of stem cell development - Google Patents

Soft gel systems in the modulation of stem cell development Download PDF

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ES2580161T3
ES2580161T3 ES08826041.9T ES08826041T ES2580161T3 ES 2580161 T3 ES2580161 T3 ES 2580161T3 ES 08826041 T ES08826041 T ES 08826041T ES 2580161 T3 ES2580161 T3 ES 2580161T3
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ES
Spain
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cell
cells
population
gel
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ES08826041.9T
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Spanish (es)
Inventor
Makoto Funaki
Paul A. Janmey
Jessamine Winer
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Abstract

Un método de inducción de la diferenciación de una población de células madre mesenquimales quiescentes en una población de un tipo de célula de interés, comprendiendo dicho método las etapas de (a) mantener dicha población de células madre mesenquimales en quiescencia, conservando la capacidad de que dicha población de células madre mesenquimales se diferencie en múltiples tipos de células y conservando la capacidad proliferativa de dicha población de células madre mesenquimales en presencia de un aparato que contiene un gel o una matriz de gel que tiene un módulo de cizalla en un intervalo de 150-750 Pa; y (b) cultivar dicha población de células madre mesenquimales en presencia de un medio de inducción, induciendo de este modo la diferenciación de dicha población de células madre mesenquimales en una población de un tipo de célula de interés.A method of inducing the differentiation of a population of quiescent mesenchymal stem cells in a population of a type of cell of interest, said method comprising the steps of (a) maintaining said population of quiescent mesenchymal stem cells, while retaining the ability to said population of mesenchymal stem cells is differentiated into multiple cell types and preserving the proliferative capacity of said population of mesenchymal stem cells in the presence of an apparatus containing a gel or a gel matrix having a shear module in a range of 150 -750 Pa; and (b) culturing said mesenchymal stem cell population in the presence of an induction medium, thereby inducing differentiation of said mesenchymal stem cell population into a population of a cell type of interest.

Description

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DESCRIPCIONDESCRIPTION

Sistemas de geles blandos en la modulacion del desarrollo de celulas madre Campo de la invencionSoft gel systems in the modulation of stem cell development Field of the invention

La presente invencion proporciona metodos de modulacion del desarrollo de celulas madre usando geles blandos. Espedficamente, la invencion proporciona metodos para la modulacion del desarrollo de celulas madre, usando geles que tienen propiedades viscoelasticas optimizadas.The present invention provides methods of modulating the development of stem cells using soft gels. Specifically, the invention provides methods for modulating the development of stem cells, using gels that have optimized viscoelastic properties.

Antecedentes de la invencionBackground of the invention

Las celulas madre mesenquimales adultas tienen la capacidad de autorrenovarse y diferenciarse en multiples linajes celulares de tejidos mesenquimales. Por lo tanto, se han tenido en cuenta aplicaciones clmicas de estas celulas, tales como reemplazo de tejidos danados o veldculos para agentes antineoplasicos. En este momento, las aplicaciones de celulas madre mesenquimales adultas aun estan limitadas a un estado preclmico, en parte debido al rapido envejecimiento de estas celulas ex vivo, lo que limita su expansion y modificacion tecnica. Se ha indicado que la inmortalizacion de celulas madre mesenquimales mediante transduccion de la telomerasa supera problemas asociados con el envejecimiento acelerado. Sin embargo, su capacidad de autorrenovacion ilimitada puede conducir a un crecimiento fuera de control, una vez que se han implantado en tejidos. De hecho, en entornos in vitro se observo transformacion de celulas madre mesenquimales transducidas con telomerasa.Adult mesenchymal stem cells have the ability to self-renew and differentiate into multiple cell lineages of mesenchymal tissues. Therefore, we have taken into account the chemical applications of these cells, such as replacement of damaged tissues or vines for antineoplastic agents. At this time, the applications of adult mesenchymal stem cells are still limited to a pre-thermal state, partly due to the rapid aging of these ex vivo cells, which limits their expansion and technical modification. It has been indicated that immortalization of mesenchymal stem cells through telomerase transduction overcomes problems associated with accelerated aging. However, their capacity for unlimited self-renewal can lead to out of control growth, once they have been implanted in tissues. In fact, in vitro environments, transformation of mesenchymal stem cells transduced with telomerase was observed.

Por tanto, la regulacion del crecimiento de celulas madre mesenquimales adultas es una de las etapas clave para sus aplicaciones clmicas.Therefore, the regulation of the growth of adult mesenchymal stem cells is one of the key stages for its chemical applications.

Engler et al Cell Vol. 126, n.° 4, paginas 677-689 (2006) muestran que la elasticidad de la matriz conduce a la especificacion del linaje de celulas madre. Las celulas madre mesenquimales (CMM) vfrgenes mostraron que especificaban linaje y estaban dedicadas a fenotipos con extrema sensibilidad hacia elasticidad a nivel tisular.Engler et al Cell Vol. 126, No. 4, pages 677-689 (2006) show that the elasticity of the matrix leads to the specification of the stem cell lineage. The mesenchymal stem cells (CMM) vfrgenes showed that they specified lineage and were dedicated to phenotypes with extreme sensitivity to elasticity at the tissue level.

Zhou et al, Chinese Journal of Cellular and Molecular Immunology 23(4), paginas 369-371 (2007) se refieren al efecto del cultivo bajo en suero en la sincroma del ciclo celular de celulas madre mesenquimales. Las CMC se cultivaron e identificaron con CD44, CD90, CD71 y CB11b por citometna de flujo. El ciclo celular y la apoptosis se detectaron en cultivo normal y bajo en suero por citometna de flujo. Se descubrio que el cultivo prolongado en medio con privacion de suero indujo la detencion del ciclo celular en el estadio G0/G1.Zhou et al, Chinese Journal of Cellular and Molecular Immunology 23 (4), pages 369-371 (2007) refer to the effect of low serum culture on the cell cycle syncytium of mesenchymal stem cells. CMCs were cultured and identified with CD44, CD90, CD71 and CB11b by flow cytometna. The cell cycle and apoptosis were detected in normal and low serum culture by flow cytometna. It was found that prolonged culture in serum deprived medium induced the arrest of the cell cycle in the G0 / G1 stage.

Sumario de la invencionSummary of the invention

La presente invencion proporciona metodos de modulacion del desarrollo de celulas madre usando geles blandos. Espedficamente, la invencion proporciona metodos de modulacion del desarrollo de celulas madre, usando geles que tienen propiedades viscoelasticas optimizadas.The present invention provides methods of modulating the development of stem cells using soft gels. Specifically, the invention provides methods of modulating the development of stem cells, using gels that have optimized viscoelastic properties.

La presente invencion proporciona un metodo de induccion de la diferenciacion de una poblacion de celulas madre mesenquimales quiescentes en una poblacion de un tipo de celula de interes, comprendiendo dicho metodo las etapas de (a) mantener dicha poblacion de celulas madre mesenquimales en quiescencia, conservando la capacidad de que dicha poblacion de celulas madre mesenquimales se diferencie en multiples tipos de celulas y conservando la capacidad proliferativa de dicha poblacion de celulas madre mesenquimales en presencia de un aparato que contiene un gel o una matriz de gel que tiene un modulo de cizalla en un intervalo de 150-750 Pa; y (b) cultivar dichaThe present invention provides a method of inducing the differentiation of a population of quiescent mesenchymal stem cells in a population of a type of cell of interest, said method comprising the steps of (a) maintaining said population of quiescent mesenchymal stem cells, preserving the ability of said population of mesenchymal stem cells to be differentiated into multiple types of cells and preserving the proliferative capacity of said population of mesenchymal stem cells in the presence of an apparatus containing a gel or a gel matrix having a shear modulus in a range of 150-750 Pa; and (b) cultivate said

poblacion de celulas madre mesenquimales en presencia de un medio de induccion, induciendo de este modo lapopulation of mesenchymal stem cells in the presence of an induction medium, thereby inducing the

diferenciacion de dicha poblacion de celulas madre mesenquimales en una poblacion de un tipo de celula de interes.differentiation of said population of mesenchymal stem cells in a population of a type of cell of interest.

En una realizacion, la poblacion de un tipo de celula de interes es una poblacion de adipocitos.In one embodiment, the population of a type of cell of interest is a population of adipocytes.

En una realizacion, la poblacion de un tipo de celula de interes es una poblacion de osteoblastos.In one embodiment, the population of a type of cell of interest is a population of osteoblasts.

En algunas realizaciones:In some embodiments:

(a) el gel o la matriz de gel comprende adicionalmente un suero animal; y/o(a) the gel or gel matrix further comprises an animal serum; I

(b) la etapa de mantenimiento de la poblacion de celulas madre mesenquimales en un gel o una matriz de gel esta precedida por una etapa de cultivo de la poblacion de celulas madre mesenquimales en un aparato de cultivo tisular; y/o(b) the stage of maintenance of the population of mesenchymal stem cells in a gel or a gel matrix is preceded by a culture stage of the population of mesenchymal stem cells in a tissue culture apparatus; I

(c) la etapa de mantenimiento se realiza directamente despues del aislamiento, purificacion o enriquecimiento de la poblacion de celulas madre mesenquimales a partir de una muestra biologica.(c) the maintenance stage is performed directly after the isolation, purification or enrichment of the population of mesenchymal stem cells from a biological sample.

En una realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion adipogenico.In one embodiment, the induction medium is an adipogenic induction medium.

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45Four. Five

50fifty

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En algunas realizaciones:In some embodiments:

(a) el gel o matriz de gel comprende acrilamida y bisacrilamida; y/o(a) the gel or gel matrix comprises acrylamide and bisacrylamide; I

(b) el gel o la matriz de gel es bidimensional o tridimensional; y/o(b) the gel or gel matrix is two-dimensional or three-dimensional; I

(c) el gel o la matriz de gel se recubre con una protema de adhesion; y/o(c) the gel or gel matrix is coated with an adhesion protein; I

(d) la poblacion de celulas madre mesenquimales es una poblacion de celulas madre mesenquimales adulta; y/o(d) the population of mesenchymal stem cells is a population of adult mesenchymal stem cells; I

(e) La poblacion de celulas madre mesenquimales es una poblacion de celulas madre mesenquimales humanas.(e) The population of mesenchymal stem cells is a population of human mesenchymal stem cells.

En algunas realizaciones:In some embodiments:

(a) el gel o el gel en la matriz tiene una concentracion total de acrilamida de 3 % y una concentracion total de bisacrilamida de 0,06% a 0,5%, una concentracion total de acrilamida de 5,5% y una concentracion total de bisacrilamida de 0,05 % a 0,075 % o una concentracion total de acrilamida de 7,5 % y una concentracion total de bisacrilamida de 0,01 % a 0,03 %; y/o(a) the gel or gel in the matrix has a total acrylamide concentration of 3% and a total bisacrylamide concentration of 0.06% to 0.5%, a total acrylamide concentration of 5.5% and a concentration total bisacrylamide from 0.05% to 0.075% or a total acrylamide concentration of 7.5% and a total bisacrylamide concentration from 0.01% to 0.03%; I

(b) la protema de adhesion es un colageno, una fibronectina, o una combinacion de los mismos.(b) the adhesion protein is a collagen, a fibronectin, or a combination thereof.

Breve descripcion de las figurasBrief description of the figures

Figura 1. A. Propiedades mecanicas de sustratos de poliacrilamida. El modulo de cizalla de los geles de poliacrilamida se midio con un intervalo de proporciones de acrilamida (indicado como porcentajes cerca de las lmeas de datos) a bisacrilamida (indicado como agente de reticulacion). El modulo de cizalla (G'), expresado en Pascales, aumenta a masa polimerica constante con agente de reticulacion creciente. El aumento de la concentracion de acrilamida del 3 al 12% tambien crea un gran intervalo de rigidez de 10 a 50.000 Pa. La lmea continua indica la rigidez teorica de una red de tipo gomoso si cada reticulacion era elasticamente eficaz. B. Forma de la celula y estructura de F-actina de CMMh en matrices ngidas o blandas. C. Forma de la celula y estructura de F-actina de CMMh en geles blandos y vidrio.Figure 1. A. Mechanical properties of polyacrylamide substrates. The shear modulus of polyacrylamide gels was measured with a range of proportions of acrylamide (indicated as percentages near the data lines) to bisacrylamide (indicated as crosslinking agent). The shear module (G '), expressed in Pascals, increases at constant polymer mass with increasing crosslinking agent. The increase in acrylamide concentration from 3 to 12% also creates a large stiffness range of 10 to 50,000 Pa. The continuous line indicates the theoretical stiffness of a rubber type network if each cross-linking was elastically effective. B. Cell shape and structure of CMMh F-actin in hard or soft matrices. C. Cell shape and structure of CMMh F-actin in soft gels and glass.

Figura 2. Incorporacion de BrdU en CMMh.Figure 2. Incorporation of BrdU in CMMh.

Figura 3. El efecto de la rigidez de la matriz en la diferenciacion de adipocitos. A. Grafico de porcentaje de celulas positivas. Primera barra en cada serie: Tincion con Oil Red O. Segunda barra: tincion de PPARy2.Figure 3. The effect of matrix stiffness on adipocyte differentiation. A. Percentage chart of positive cells. First bar in each series: Staining with Oil Red O. Second bar: staining of PPARy2.

Figura 4. Estructura de F-actina en astrocitos sembrados en geles ngidos o blandos.Figure 4. Structure of F-actin in astrocytes seeded in nigid or soft gels.

Figura 5. Cuantificacion del aumento de la actividad de Rho de geles blandos con respecto a duros. Se sembraron astrocitos en geles de poliacrilamida con diversas rigideces. Se cuantifico el nivel de carga de GTP de Rho.Figure 5. Quantification of the increase in Rho activity of soft gels with respect to hard gels. Astrocytes were seeded in polyacrylamide gels with various stiffnesses. Rho's GTP load level was quantified.

Figura 6. Las celulas de melanoma se propagan mas en matrices ngidas. Representacion grafica de area.Figure 6. Melanoma cells spread more in nested matrices. Graphic representation of area.

Figura 7. Las celulas de melanoma se adhieren a geles blandos y ngidos con la misma eficiencia.Figure 7. Melanoma cells adhere to soft and neat gels with the same efficiency.

Figura 8. Poblacion mas grande de celulas de melanoma en geles ngidos.Figure 8. Largest population of melanoma cells in nid gels.

La Figura 9 muestra imagenes de CMM humanas en varios sustratos de diferentes elasticidades de acuerdo con diversas realizaciones de la presente invencion.Figure 9 shows images of human CMM in various substrates of different elasticities according to various embodiments of the present invention.

La Figura 10 muestra la cantidad de bromodesoxiuridina (BrdU) captada en CMM humanas en sustratos de diversas elasticidades de acuerdo con diversas realizaciones de la invencion.Figure 10 shows the amount of bromodeoxyuridine (BrdU) captured in human CMM in substrates of various elasticities according to various embodiments of the invention.

La Figura 11 muestra (A-D) una ilustracion del efecto de un ambiente casi tridimensional en la forma y proliferacion de celulas madre de acuerdo con diversas realizaciones de la invencion.Figure 11 shows (A-D) an illustration of the effect of an almost three-dimensional environment on the shape and proliferation of stem cells according to various embodiments of the invention.

La Figura 12 muestra la respuesta de CMC humanas a medio de induccion adipogenico de acuerdo con diversas realizaciones en la invencion.Figure 12 shows the response of human CMC to adipogenic induction medium according to various embodiments in the invention.

La Figura 13 muestra la deposicion de calcio visualizada con Alizarin Red S despues de estimulacion de las CMM humanas con medio de osteoinduccion de acuerdo con diversas realizaciones de la invencion.Figure 13 shows the deposition of calcium visualized with Alizarin Red S after stimulation of human CMM with osteoinduction medium according to various embodiments of the invention.

La Figura 14 muestra un diagrama de flujo para preparar un sistema para inducir quiescencia, diferenciacion y proliferacion en celulas madre adultas de acuerdo con diversas realizaciones de la invencion.Figure 14 shows a flow chart for preparing a system to induce quiescence, differentiation and proliferation in adult stem cells according to various embodiments of the invention.

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La figura 15 muestra ilustraciones esquematicas de realizaciones de sistemas de la presente invencion.Figure 15 shows schematic illustrations of embodiments of systems of the present invention.

Descripcion detallada de la invencionDetailed description of the invention

En el presente documento se describen geles y matrices de geles que tienen una rigidez en el intervalo de 0,01-50 kPa, metodos para fabricarlo y metodos para conservar una poblacion de celulas madre mesenquimales o estudiar celulas madre mesenquimales que los comprenden.This document describes gels and matrices of gels that have a stiffness in the range of 0.01-50 kPa, methods for manufacturing it and methods for preserving a population of mesenchymal stem cells or studying mesenchymal stem cells that comprise them.

En el presente documento tambien se describe un metodo de fabricacion de un gel de poliacrilamida con una rigidez en el intervalo de 150-750 Pa, que comprende las etapas de polimerizar una composicion que comprende acrilamida y bisacrilamida, produciendo de esta manera un gel de poliacrilamida blando y recubrir el gel de poliacrilamida blando con una composicion que comprende un colageno de tipo I y una fibronectina, fabricando de este modo un gel de poliacrilamida que tiene una rigidez en el intervalo de 150-750 Pa. En otra realizacion, la composicion tiene una relacion de mezcla de acrilamida: bisacrilamida de entre 100:1 y 30:1. En otra realizacion, el gel tiene una relacion de mezcla de acrilamida: bisacrilamida de entre 100:1 y 30:1. En otra realizacion, la composicion tiene una concentracion total de acrilamida de 3-5 %. En otra realizacion, el gel o la matriz de gel tiene una concentracion total de acrilamida de 3-5 %. En otra realizacion, la composicion es una solucion. En otra realizacion, la composicion es una suspension. En otra realizacion, la composicion es cualquier otro tipo de composicion conocida en la tecnica. Cada posibilidad representa una realizacion distinta.Also described herein is a method of manufacturing a polyacrylamide gel with a stiffness in the range of 150-750 Pa, which comprises the steps of polymerizing a composition comprising acrylamide and bisacrylamide, thereby producing a polyacrylamide gel. soft and coating the soft polyacrylamide gel with a composition comprising a type I collagen and a fibronectin, thereby manufacturing a polyacrylamide gel having a stiffness in the range of 150-750 Pa. In another embodiment, the composition has a mixture of acrylamide: bisacrylamide ratio between 100: 1 and 30: 1. In another embodiment, the gel has an acrylamide: bisacrylamide mixture ratio between 100: 1 and 30: 1. In another embodiment, the composition has a total acrylamide concentration of 3-5%. In another embodiment, the gel or gel matrix has a total acrylamide concentration of 3-5%. In another embodiment, the composition is a solution. In another embodiment, the composition is a suspension. In another embodiment, the composition is any other type of composition known in the art. Each possibility represents a different embodiment.

En el presente documento tambien se describe un metodo de fabricacion de una matriz de fibrina con una rigidez en un intervalo de 150-750 Pa, que comprende las etapas de polimerizar una composicion que comprende una protema de fibrina o fibrinogeno, produciendo de este modo una matriz de fibrina blanda, en la que la concentracion de la protema de fibrina o fibrinogeno en la matriz de fibrina blanda es de 3-10 mg/ml, y recubrir la matriz de fibrina blanda con una composicion que comprende una protema de adhesion, fabricando de este modo una matriz de fibrina que tiene una rigidez en un intervalo de 150-750 Pa.Also described herein is a method of manufacturing a fibrin matrix with a stiffness in a range of 150-750 Pa, which comprises the steps of polymerizing a composition comprising a fibrin or fibrinogen protein, thereby producing a soft fibrin matrix, in which the concentration of the fibrin or fibrinogen protein in the soft fibrin matrix is 3-10 mg / ml, and coat the soft fibrin matrix with a composition comprising an adhesion protein, manufacturing thus a fibrin matrix that has a stiffness in a range of 150-750 Pa.

En el presente documento tambien se describe un metodo para preservar una poblacion de celulas madre mesenquimales, comprendiendo el metodo la etapa de cultivar la poblacion de celulas madre mesenquimales en un gel o matriz de gel con una rigidez en un intervalo de 150-750 Pa, preservando de este modo una poblacion de celulas madre mesenquimales. En otra realizacion, la etapa de cultivar se realiza en ausencia de induccion qmmica. En otra realizacion, la etapa de cultivar se realiza en ausencia de un medio de induccion. Cada posibilidad representa una realizacion distinta.This method also describes a method to preserve a population of mesenchymal stem cells, the method comprising the step of cultivating the population of mesenchymal stem cells in a gel or gel matrix with a stiffness in a range of 150-750 Pa, thus preserving a population of mesenchymal stem cells. In another embodiment, the cultivation stage is performed in the absence of chemical induction. In another embodiment, the cultivation stage is performed in the absence of an induction medium. Each possibility represents a different embodiment.

En el presente documento tambien se describe un metodo para preservar una celula madre mesenquimal, comprendiendo el metodo de la etapa de cultivar la poblacion de celulas madre mesenquimales en un gel o matriz de gel con una rigidez en un intervalo de 150-750 Pa, preservando de este modo una celula madre mesenquimal. En otra realizacion, la etapa de cultivar se realiza en ausencia de induccion qmmica. En otra realizacion, la etapa de cultivar se realiza en ausencia de un medio de induccion. Cada posibilidad representa una realizacion distinta.This document also describes a method to preserve a mesenchymal stem cell, the method comprising the step of culturing the population of mesenchymal stem cells in a gel or gel matrix with a stiffness in a range of 150-750 Pa, preserving in this way a mesenchymal stem cell. In another embodiment, the cultivation stage is performed in the absence of chemical induction. In another embodiment, the cultivation stage is performed in the absence of an induction medium. Each possibility represents a different embodiment.

En el presente documento tambien se describe un metodo para inducir la quiescencia de una celula transformada, que comprende la etapa de cultivar la celula transformada en un gel o matriz de gel de los metodos de la presente invencion, induciendo de este modo la quiescencia de una celula transformada. En otra realizacion, la celula transformada es una celula cancerosa. En otra realizacion, la celula transformada es una celula neoplasica. En otra realizacion, la celula transformada es cualquier otro tipo de celula transformada conocida en la tecnica. Cada posibilidad representa una realizacion distinta.This method also describes a method to induce the quiescence of a transformed cell, which comprises the step of culturing the transformed cell in a gel or gel matrix of the methods of the present invention, thereby inducing the quiescence of a transformed cell. In another embodiment, the transformed cell is a cancerous cell. In another embodiment, the transformed cell is a neoplasic cell. In another embodiment, the transformed cell is any other type of transformed cell known in the art. Each possibility represents a different embodiment.

En otra realizacion de los metodos de la presente invencion, la longitud de los telomeros de la poblacion de celulas madre mesenquimales se mantiene. “Mantenerse” se refiere, en otra realizacion, a una falta de cambio sustancial en cuanto a la longitud. En otra realizacion, el termino se refiere a una falta de cambio medible en cuanto a la longitud. En otra realizacion, el termino se refiere a una falta de suficiente cambio en cuanto a la longitud que afecte a la capacidad proliferativa. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment of the methods of the present invention, the telomere length of the mesenchymal stem cell population is maintained. "Staying" refers, in another embodiment, to a lack of substantial change in length. In another embodiment, the term refers to a lack of measurable change in length. In another embodiment, the term refers to a lack of sufficient change in length that affects proliferative capacity. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion de los metodos de la presente invencion, la poblacion de celulas madre mesenquimales se mantiene en un estado quiescente. “Quiescente” se refiere, en otra realizacion, a una falta de replicacion significativa. En otra realizacion, el termino se refiere a un gran porcentaje de celulas detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, las celulas se detienen en la fase G1. En otra realizacion, las celulas se detienen en la fase G2. En otra realizacion, “quiescencia” se refiere a cualquier otra definicion del termino aceptada en la tecnica. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment of the methods of the present invention, the population of mesenchymal stem cells is maintained in a quiescent state. "Quiescent" refers, in another embodiment, to a lack of significant replication. In another embodiment, the term refers to a large percentage of cells arrested in the cell cycle. In another embodiment, the cells stop in the G1 phase. In another embodiment, the cells stop in the G2 phase. In another embodiment, "quiescence" refers to any other definition of the term accepted in the art. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En una realizacion, cuando la celula madre es una celula mesenquimal humana derivada de medula osea, la matriz extracelular (MEC) tiene una elasticidad de aproximadamente 250 Pa y comprende una mezcla de colageno y fibronectina. En otra realizacion, el colageno es colageno de cola de rata, y la fibronectina es fibronectina humana. La relacion de colageno y fibronectina puede variar, y en una realizacion, la relacion de colageno con respecto a fibronectina es de aproximadamente 5:1. Tambien pueden usarse otras relaciones de colageno y fibronectina. Un experto habitual en la tecnica apreciara que el colageno y la fibronectina pueden obtenerse de otras fuentes, y queIn one embodiment, when the stem cell is a human mesenchymal cell derived from bone marrow, the extracellular matrix (ECM) has an elasticity of about 250 Pa and comprises a mixture of collagen and fibronectin. In another embodiment, the collagen is rat tail collagen, and the fibronectin is human fibronectin. The ratio of collagen and fibronectin can vary, and in one embodiment, the ratio of collagen to fibronectin is about 5: 1. Other collagen and fibronectin ratios can also be used. A person skilled in the art will appreciate that collagen and fibronectin can be obtained from other sources, and that

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pueden usarse sustancias distintas de colageno y fibronectina para presentar elasticidad y unirse con integrinas en la superficie de la membrana celular de manera que se induzca la quiescencia de la celula.substances other than collagen and fibronectin can be used to present elasticity and bind with integrins on the surface of the cell membrane so that the quiescence of the cell is induced.

De acuerdo con realizaciones de la presente invencion, el material extracelular (MEC) esta provisto de una elasticidad aparente apropiada acoplando el MEC con un sustrato de tal manera que una celula madre se entra en contacto con el MEC detecta la elasticidad del sustrato. En consecuencia, el sustrato puede ser un material cuya elasticidad, cuando se acopla al MEC, detecta una celula madre que entra en contacto con el MEC. En algunas realizaciones, el sustrato es vidrio. En otras realizaciones, el sustrato es un gel con una elasticidad de 250 Pa, o un gel con una elasticidad de 7.500. Estos geles pueden ser geles de poliacrilamida, y, como conocen los expertos en la materia, la elasticidad de los geles de poliacrilamida puede modificarse, por ejemplo, cambiando las concentraciones de acrilamida y bisacrilamida en la formulacion de gel. La fabricacion de geles de diversa elasticidad que pueden usarse en el metodo de la presente invencion sera obvia para un experto en la materia a la luz de la presente memoria descriptiva.In accordance with embodiments of the present invention, the extracellular material (MEC) is provided with an appropriate apparent elasticity by coupling the MEC with a substrate such that a stem cell comes into contact with the MEC detects the elasticity of the substrate. Consequently, the substrate can be a material whose elasticity, when coupled to the MEC, detects a stem cell that comes into contact with the MEC. In some embodiments, the substrate is glass. In other embodiments, the substrate is a gel with an elasticity of 250 Pa, or a gel with an elasticity of 7,500. These gels can be polyacrylamide gels, and, as those skilled in the art know, the elasticity of polyacrylamide gels can be modified, for example, by changing the acrylamide and bisacrylamide concentrations in the gel formulation. The manufacture of gels of different elasticity that can be used in the method of the present invention will be obvious to one skilled in the art in light of the present specification.

La elasticidad del ambiente biologico in vivo de una celula madre puede determinarse extrayendo una muestra de tejido fisiologico del ambiente in vivo inmediato de la celula madre, y midiendo despues el modulo de cizalla de esa muestra tisular. En la presente memoria descriptiva se describen procedimientos ejemplares para preparar y medir la elasticidad de tejido de rata y de tejido bovino. La siguiente tabla 1 proporciona la elasticidad de diversos tipos de tejidos:The elasticity of the in vivo biological environment of a stem cell can be determined by extracting a sample of physiological tissue from the immediate in vivo environment of the stem cell, and then measuring the shear modulus of that tissue sample. Exemplary procedures for preparing and measuring the elasticity of rat tissue and bovine tissue are described herein. The following table 1 provides the elasticity of various types of fabrics:

Tabla 1Table 1

Especie  Species
Tejido Elasticidad (en Pa) (Media ± DT)  Elasticity Fabric (in Pa) (Mean ± DT)

Bovino  Bovine
Medula osea 220 ± 50  Bone marrow 220 ± 50

Rata  Rat
Grasa subcutanea 160 ± 70  Subcutaneous fat 160 ± 70

Rata  Rat
Grasa visceral 130 ± 70  Visceral fat 130 ± 70

Rata  Rat
Hfgado 403 ± 28  Liver 403 ± 28

Rata  Rat
Musculo esqueletico 2251±166  Skeletal muscle 2251 ± 166

En una realizacion, las CMM humanas en geles de 250 Pa estan en un estado quiescente esperando una senal adicional para determinar su destino. En una realizacion, las CMMh experimentaran diferenciacion adipogenica (inducida por factores qmmicos), o en otras realizaciones, un regreso al ciclo celular (inducido por el acoplamiento de las celulas con una superficie ngida), o diferenciacion osteogenica (que parece requerir induccion tanto qmmica como un sustrato ngido). La estimulacion de celulas cultivadas en geles blandos con factores de diferenciacion adipogenicos da como resultado en una realizacion un numero notablemente alto de celulas que acumulan gotas de lfpidos. En una realizacion, se requiere induccion qmmica para la diferenciacion de osteoblastos. El requisito de estimulacion mecanica y qmmica sincronizada explica, en una realizacion, como las CMM humanas pueden compartimentalizarse en tejidos compatibles, tales como medula osea, y aun asf resistir a la diferenciacion espontanea.In one embodiment, human CMMs in gels of 250 Pa are in a quiescent state waiting for an additional signal to determine their fate. In one embodiment, the CMMh will experience adipogenic differentiation (induced by chemical factors), or in other embodiments, a return to the cell cycle (induced by the coupling of the cells with a nidized surface), or osteogenic differentiation (which seems to require both chemical induction as a nidized substrate). Stimulation of cells grown in soft gels with adipogenic differentiation factors results in a remarkably high number of cells that accumulate drops of lipids. In one embodiment, chemical induction is required for osteoblast differentiation. The requirement of synchronized mechanical and chemical stimulation explains, in one embodiment, how human CMMs can be compartmentalized in compatible tissues, such as bone marrow, and still resist spontaneous differentiation.

Como la elasticidad de la matriz, en otra realizacion, la eleccion de ligando extracelular afecta en gran medida a la adhesion y diferenciacion de CMM humanas. Se encuentra colageno de tipo I en una diversidad de tejidos incluyendo hueso y tejido adiposo, y se usa regularmente como un sustrato para experimentos de adhesion celular. En una realizacion, en gel de 250 Pa, el colageno solo no garantiza la adhesion eficaz de una mayona de celulas. En una realizacion, una mezcla de colageno de tipo I y fibronectina a una relacion de 10:1 proporciona la mejor adhesion de las celulas a los geles de 250 Pa sin afectar al potencial de diferenciacion.As the elasticity of the matrix, in another embodiment, the choice of extracellular ligand greatly affects the adhesion and differentiation of human CMM. Type I collagen is found in a variety of tissues including bone and adipose tissue, and is regularly used as a substrate for cell adhesion experiments. In one embodiment, in 250 Pa gel, the collagen alone does not guarantee the effective adhesion of a mayonnaise of cells. In one embodiment, a mixture of type I collagen and fibronectin at a 10: 1 ratio provides the best adhesion of the cells to the 250 Pa gels without affecting the potential for differentiation.

Las CMM humanas tienen la capacidad de remodelar su microambiente alterando la expresion de metaloproteasas de matriz y esto ayuda en una realizacion a promover la diferenciacion eficaz despues de obtener una adhesion inicial fuerte.Human CMMs have the ability to reshape their microenvironment by altering the expression of matrix metalloproteases and this helps in one embodiment to promote effective differentiation after obtaining a strong initial adhesion.

En una realizacion, la smtesis de ADN en CMM humanas se reduce drasticamente cuando estas se cultivan en geles blandos, desarrollando un fenotipo redondo. Esto se diferencia de otros tipos de celulas proliferativas tales como fibroblastos NIH 3T3, celulas endoteliales aorticas bovinas y celulas epiteliales NRK que continuan dividiendose todas cuando se cultivan en geles blandos. Por tanto, la quiescencia de celulas madre en geles de 250 Pa no es una insuficiencia de citocinesis inducida por forma general, sino que mas bien es una sensibilidad espedfica a estas celulas a la conformidad de sustrato. Por consiguiente, en el presente documento se describe un metodo para mantener celulas madre en un estado quiescente, que comprende suspender las celulas madre en un gel de fibronectina/colageno que tiene G' de 250 Pa.In one embodiment, the synthesis of human CMM DNA is drastically reduced when they are grown in soft gels, developing a round phenotype. This differs from other types of proliferative cells such as NIH 3T3 fibroblasts, bovine aortic endothelial cells and NRK epithelial cells that continue to divide all when grown in soft gels. Therefore, quiescence of stem cells in gels of 250 Pa is not a general induced cytokinesis insufficiency, but rather is a specific sensitivity to these cells to the substrate conformity. Accordingly, a method of maintaining stem cells in a quiescent state is described herein, which comprises suspending the stem cells in a fibronectin / collagen gel having G 'of 250 Pa.

En una realizacion, cuando las CMM humanas no proliferativas se presentan con un sustrato de vidrio recubierto con matriz de gel proteico, las celulas desarrollan una morfologfa fusiforme y vuelven a entrar en el ciclo celular. En otra realizacion, la presencia de un sustrato ngido anula las senales ffsicas de una matriz conforme. En una realizacion,In one embodiment, when non-proliferative human CMMs are presented with a glass substrate coated with protein gel matrix, the cells develop a fusiform morphology and re-enter the cell cycle. In another embodiment, the presence of a nested substrate cancels the physical signals of a compliant matrix. In one embodiment,

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no esta presente una poblacion significativa de celulas que muestre un fenotipo neuronal con protuberancias de tipo neurita en geles blandos de 250 Pa sin ninguna induccion qmmica.There is no significant population of cells showing a neuronal phenotype with neurite-like bumps on soft gels of 250 Pa without any chemical induction.

En una realizacion, la elasticidad del sustrato regula la diferenciacion de celulas con fenotipos espedficos. En otra realizacion, las propiedades mecanicas solas no dirigen la diferenciacion de celulas madre. Esto se debe a que varios tejidos en el organismo tienen elasticidades similares. Por ejemplo, todos los tejidos cerebral, graso y de medula osea, tienen un modulo de almacenamiento de aproximadamente 200 Pa, aunque todos mantienen poblaciones unicas de celulas. En una realizacion, se almacenas CMM humanas in vivo en la medula osea de un individuo durante decadas y aun conservan multipotencialidad. En una realizacion, se cultivan CMM humanas ex vivo en plastico de cultivo tisular ngido y conservan multipotencialidad durante varios pases. En una realizacion se integran estfmulos tanto mecanicos como qmmicos por la celula para determinar su respuesta. En otra realizacion, aunque los estfmulos qmmicos pueden anular las influencias de las mecanicas del sustrato, en otras realizaciones, un ambiente mecanico inapropiado evita una respuesta celular normal a agonistas qmmicos. En una realizacion, las celulas quiescentes se diferencian en osteoblastos solamente como resultado del cambio de su ambiente tanto ffsico como qmmico a los que estimulan la osteogenesis. Por consiguiente y en una realizacion, una matriz con elasticidad apropiada tiene la capacidad de mantener una poblacion quiescente de celulas madre mesenquimales de medula osea multipotenciales que responden a estfmulos tanto mecanicos como qmmicos que conducen la proliferacion y diferenciacion.In one embodiment, the elasticity of the substrate regulates the differentiation of cells with specific phenotypes. In another embodiment, the mechanical properties alone do not direct the differentiation of stem cells. This is because several tissues in the body have similar elasticities. For example, all brain, fatty and bone marrow tissues have a storage module of approximately 200 Pa, although all maintain unique cell populations. In one embodiment, human CMMs are stored in vivo in the bone marrow of an individual for decades and still retain multipotentiality. In one embodiment, human CMMs are cultured ex vivo in plastic tissue culture and retain multipotentiality for several countries. In one embodiment, both mechanical and chemical stimuli are integrated by the cell to determine its response. In another embodiment, although chemical stimuli can nullify the influences of substrate mechanics, in other embodiments, an inappropriate mechanical environment avoids a normal cellular response to chemical agonists. In one embodiment, the quiescent cells differ in osteoblasts only as a result of changing their physical and chemical environment to those that stimulate osteogenesis. Accordingly and in one embodiment, a matrix with appropriate elasticity has the ability to maintain a quiescent population of multipotential bone marrow mesenchymal stem cells that respond to both mechanical and chemical stimuli that drive proliferation and differentiation.

La Figura 14 ilustra un diagrama de flujo para preparar una realizacion de un sistema para inducir quiescencia, diferenciacion y proliferacion en celulas madre adultas de acuerdo con diversas realizaciones de la presente invencion. Se prepara soluciones de acrilamida y bisacrilamida en solucion salina tamponada con fosfato (PBS) hasta un volumen total de 500 pl. En una realizacion, el ajuste de la concentracion de acrilamida y bisacrilamida permite obtener un amplio intervalo de rigidez. La polimerizacion se inicia con TEMED (N,N,N',N'- tetrametilendiamina) y persulfato de amonio para formar un gel. En la etapa 601, solucion de acrilamida/bisacrilamida (poliacrilamida), se deposita una gota (por ejemplo, aproximadamente 200 pl) del gel polimerizado en un cubreobjetos de vidrio previamente modificado con 3- aminopropiltrimetoxisilano y glutaraldehido. En la etapa 602, recubrimiento con N- hidroxisuccinimida en tolueno, se aplican aproximadamente 15 pl de ester de N-hidroxisuccinimida de acido acnlico 2 % en tolueno a la solucion de la etapa 601 y, en la etapa 603, cubreobjetos superior, un cubreobjetos clorosilanizado se coloca sobre la gota. En la etapa 604, retirada de cubreobjetos, el cubreobjetos superior se retira despues de completarse la polimerizacion y, opcionalmente, el gel se ilumina con luz ultravioleta durante aproximadamente 10-15 minutos (no mostrado). En la etapa 605, ligando de MEC, se hace reaccionar acrilato de N-succinimida en la parte superior del gel con un ligando de matriz extracelular, que en una realizacion es una mezcla de 0,1 mg/ml de colageno de tipo I y 0,02 mg/ml de fibronectina. En una etapa adicional (no representada), los geles se lavan tres veces con PBS y se dejan en PBS hasta la etapa 606, celulas en gel, cuando se siembran celulas madre en las celulas. Cuando se siembran celulas madre mesenquimales derivadas de medula osea en este material, las celulas se vuelven quiescentes incluso en presencia de estfmulos qmmicos que provocan proliferacion o diferenciacion.Figure 14 illustrates a flow chart for preparing an embodiment of a system for inducing quiescence, differentiation and proliferation in adult stem cells according to various embodiments of the present invention. Acrylamide and bisacrylamide solutions are prepared in phosphate buffered saline solution (PBS) to a total volume of 500 pl. In one embodiment, adjusting the acrylamide and bisacrylamide concentration allows a wide range of stiffness to be obtained. The polymerization is initiated with TEMED (N, N, N ', N'-tetramethylenediamine) and ammonium persulfate to form a gel. In step 601, acrylamide / bisacrylamide solution (polyacrylamide), a drop (for example, approximately 200 pl) of the polymerized gel is deposited on a glass slide previously modified with 3- aminopropyltrimethoxysilane and glutaraldehyde. In step 602, coated with N-hydroxysuccinimide in toluene, approximately 15 pl of 2% acrylic acid N-hydroxysuccinimide ester in toluene are applied to the solution of step 601 and, in step 603, top coverslips, a coverslip Chlorosilanized is placed over the drop. In step 604, removal of coverslips, the upper coverslip is removed after polymerization is completed and, optionally, the gel is illuminated with ultraviolet light for approximately 10-15 minutes (not shown). In step 605, MEC ligand, N-succinimide acrylate is reacted on top of the gel with an extracellular matrix ligand, which in one embodiment is a 0.1 mg / ml mixture of type I collagen and 0.02 mg / ml fibronectin. In an additional step (not shown), the gels are washed three times with PBS and left in PBS until step 606, gel cells, when stem cells are seeded in the cells. When mesenchymal stem cells derived from bone marrow are planted in this material, the cells become quiescent even in the presence of chemical stimuli that cause proliferation or differentiation.

Por consiguiente, en el presente documento se describe un metodo para inducir o mantener la quiescencia y sostener la actividad biologica en una celula madre somatica ex vivo que comprende: poner en contacto la celula madre somatica con una matriz de gel que comprende un material extracelular que se une con integrina en la membrana de la celula madre somatica; teniendo dicha matriz de gel una elasticidad sustancialmente similar a la elasticidad del microambiente biologico predominante in vivo de la celula madre somatica del mismo tipo in vivo; y proporcionar a la celula madre somatica material nutriente para sostener la actividad biologica de la celula madre somatica ex vivo.Accordingly, a method is described herein to induce or maintain quiescence and sustain biological activity in an ex vivo somatic stem cell comprising: contacting the somatic stem cell with a gel matrix comprising an extracellular material that binds with integrin in the membrane of the somatic stem cell; said gel matrix having an elasticity substantially similar to the elasticity of the predominant biological microenvironment in vivo of the somatic stem cell of the same type in vivo; and provide the somatic stem cell with nutrient material to support the biological activity of the somatic stem cell ex vivo.

En un metodo de la presente invencion, una celula madre puede ponerse en contacto con MEC apropiado de diversas maneras. Por ejemplo, como se describe en la presente memoria descriptiva, el MEC puede formar una capa acoplada al sustrato, y la celula madre puede colocarse en el MEC. Como alternativa, la celula puede colocarse en MEC acoplado al sustrato y adicionalmente ponerse en contacto con MEC colocado en la celula, por ejemplo, colocando en la celula una estructura que acopla MEC con un sustrato que presenta la elasticidad aparente apropiada para la celula madre.In a method of the present invention, a stem cell can contact appropriate MEC in various ways. For example, as described herein, the MEC can form a layer coupled to the substrate, and the stem cell can be placed in the MEC. Alternatively, the cell can be placed in MEC coupled to the substrate and additionally contacted with MEC placed in the cell, for example, by placing in the cell a structure that couples MEC with a substrate that has the apparent elasticity appropriate for the stem cell.

En otra realizacion, puede haber dos formulaciones de MEC: una primera formulacion, que puede incluir o no materiales nutrientes, que se acoplan con el sustrato; y una segunda formulacion que incluye materiales nutrientes y que no se acoplan con el sustrato. En la presente memoria descriptiva se describen estructuras y configuraciones para poner en contacto celulas madre con un MEC apropiado (incluyendo sustratos y, opcionalmente, materiales de enlace para unir el sustrato con el MEC), incluyendo, por ejemplo, la Figura 6, y son obvios para un experto en la tecnica a la luz de la presente memoria descriptiva.In another embodiment, there may be two MEC formulations: a first formulation, which may or may not include nutrient materials, that are coupled with the substrate; and a second formulation that includes nutrient materials and that do not mate with the substrate. Structures and configurations for contacting stem cells with an appropriate MEC (including substrates and, optionally, binding materials for joining the substrate with the MEC) are described herein, including, for example, Figure 6, and are obvious to a person skilled in the art in light of the present specification.

En realizaciones de los metodos de la presente invencion, una celula madre que no esta en un estado quiescente se pone en contacto con MEC de acuerdo con metodos de la presente invencion de tal manera que se induce la quiescencia en la celula y pasa de un estado no quiescente a un estado quiescente. En otras realizaciones, una celula madre quiescente se pone en contacto con MEC de acuerdo con metodos de la presente invencion de tal manera que la quiescencia se mantenga en la celula y no pase a un estado quiescente.In embodiments of the methods of the present invention, a stem cell that is not in a quiescent state is contacted with MEC in accordance with methods of the present invention such that quiescence is induced in the cell and passes from a state not quiescent to a quiescent state. In other embodiments, a quiescent stem cell is contacted with MEC according to methods of the present invention such that the quiescence is maintained in the cell and does not pass into a quiescent state.

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Por consiguiente, en el presente documento se describe un metodo para modular el desarrollo de una celula madre mesenquimal, que comprende la etapa de suspender la celula madre mesenquimal en una matriz de gel que comprende un agente gelificante en el que dicha matriz de gel se recubre con un colageno de tipo I, una fibronectina, o una combinacion de los mismos y en el que dicha matriz de gel se mantiene a una rigidez predeterminada; y exponer la matriz de gel a un factor de crecimiento modulador, por lo que la exposicion al producto qmmico o factor ffsico da como resultado un aumento de la rigidez de la matriz de gel que coincide con la rigidez del MEC en el microambiente en el cual se pretende diferenciar la celula madre mesenquimal.Accordingly, a method for modulating the development of a mesenchymal stem cell is described herein, comprising the step of suspending the mesenchymal stem cell in a gel matrix comprising a gelling agent in which said gel matrix is coated. with a type I collagen, a fibronectin, or a combination thereof and wherein said gel matrix is maintained at a predetermined stiffness; and exposing the gel matrix to a modulating growth factor, whereby exposure to the chemical or physical factor results in an increase in the stiffness of the gel matrix that coincides with the stiffness of the MEC in the microenvironment in which It is intended to differentiate the mesenchymal stem cell.

En otra realizacion, mas del 80 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, al menos el 80 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, mas del 70 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, al menos el 70 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, mas del 75 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, al menos el 75 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, mas del 82 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, al menos el 82 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, mas del 85 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, al menos el 85 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, mas del 87 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, al menos el 87 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, mas del 90 % de las celulas estan detenidas en ciclo celular. En otra realizacion, al menos el 90 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, mas del 92 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, al menos el 92 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, mas del 93 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, al menos el 93 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, mas del 94 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, al menos el 94 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, mas del 95 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, al menos el 95 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, mas del 96 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, al menos el 96 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, mas del 97 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, al menos el 97 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, mas del 98 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, al menos el 98 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, mas del 99 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. En otra realizacion, al menos el 99 % de las celulas estan detenidas en el ciclo celular. Cada posibilidad representa realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, more than 80% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, at least 80% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, more than 70% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, at least 70% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, more than 75% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, at least 75% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, more than 82% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, at least 82% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, more than 85% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, at least 85% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, more than 87% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, at least 87% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, more than 90% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, at least 90% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, more than 92% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, at least 92% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, more than 93% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, at least 93% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, more than 94% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, at least 94% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, more than 95% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, at least 95% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, more than 96% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, at least 96% of the cells are stopped in the cell cycle. In another embodiment, more than 97% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, at least 97% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, more than 98% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, at least 98% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, more than 99% of the cells are detained in the cell cycle. In another embodiment, at least 99% of the cells are stopped in the cell cycle. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, la replicacion se reduce en 50 % en relacion con la replicacion en una placa de cultivo tisular. En otra realizacion, la replicacion se reduce en 60 % en relacion con una placa de cultivo tisular. En otra realizacion, la replicacion se reduce en 65 % en relacion con una placa de cultivo tisular. En otra realizacion, la replicacion seIn another embodiment, replication is reduced by 50% in relation to replication in a tissue culture plate. In another embodiment, replication is reduced by 60% in relation to a tissue culture plate. In another embodiment, replication is reduced by 65% in relation to a tissue culture plate. In another embodiment, the replication is

reduce en 70 % en relacion con una placa de cultivo tisular. En otra realizacion, la replicacion se reduce en 75 % enreduced by 70% in relation to a tissue culture plate. In another embodiment, replication is reduced by 75% in

relacion con una placa de cultivo tisular. En otra realizacion, la replicacion se reduce en 80 % en relacion con una placa de cultivo tisular. En otra realizacion, la replicacion se reduce en 85 % en relacion con una placa de cultivo tisular. En otra realizacion, la replicacion se reduce en 90 % en relacion con una placa de cultivo tisular. En otra realizacion, la replicacion se reduce en 95% en relacion con una placa de cultivo tisular. En otra realizacion, larelationship with a tissue culture plate. In another embodiment, replication is reduced by 80% in relation to a tissue culture plate. In another embodiment, replication is reduced by 85% in relation to a tissue culture plate. In another embodiment, replication is reduced by 90% in relation to a tissue culture plate. In another embodiment, replication is reduced by 95% in relation to a tissue culture plate. In another embodiment, the

replicacion se reduce en 97 % en relacion con una placa de cultivo tisular. En otra realizacion, la replicacion seReplication is reduced by 97% in relation to a tissue culture plate. In another embodiment, the replication is

reduce en 98 % en relacion con una placa de cultivo tisular. En otra realizacion, la replicacion se reduce en 99 % enreduced by 98% in relation to a tissue culture plate. In another embodiment, replication is reduced by 99% in

relacion con una placa de cultivo tisular. Cada posibilidad representa realizacion distinta de la presente invencion.relationship with a tissue culture plate. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, un metodo de la presente invencion comprende adicionalmente la etapa de sembrar posteriormente (por ejemplo, despues de cultivar en presencia de un gel o una matriz de gel de los metodos de la presente invencion) la poblacion de celulas madre mesenquimales en un aparato de cultivo tisular. En otra realizacion, el aparto de cultivo tisular contiene medio de induccion. En otra realizacion, la etapa de siembra posterior se realiza con induccion qmmica. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, a method of the present invention further comprises the step of sowing later (for example, after culturing in the presence of a gel or a gel matrix of the methods of the present invention) the population of mesenchymal stem cells in a tissue culture apparatus. In another embodiment, the tissue culture apparatus contains induction medium. In another embodiment, the subsequent sowing stage is performed with chemical induction. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En el presente documento tambien se describe un metodo para estudiar la proliferacion o diferenciacion de una celula madre mesenquimal que comprende la etapa de cultivar la celula madre mesenquimal en un gel o una matriz de gel con una rigidez en un intervalo de 150-750 Pa, estudiando por lo tanto la proliferacion o diferenciacion de una celula madre mesenquimal.This method also describes a method to study the proliferation or differentiation of a mesenchymal stem cell comprising the step of culturing the mesenchymal stem cell in a gel or a gel matrix with a stiffness in a range of 150-750 Pa, studying therefore the proliferation or differentiation of a mesenchymal stem cell.

La poblacion de adipocitos de los metodos de la presente invencion es, en otra realizacion, una poblacion que comprende adipocitos. En otra realizacion, la poblacion se enriquece con respecto a adipocitos. En otra realizacion, la poblacion es una poblacion de adipocitos parcialmente purificada. En otra realizacion, los adipocitos se afslan de una fuente biologica, seguido de una etapa de purificacion o enriquecimiento. En otra realizacion, el aislamiento de la fuente biologica se realiza despues de cultivo. En otra realizacion, el aislamiento de la fuente biologica se realiza despues de cultivo y de una etapa de purificacion o enriquecimiento. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.The population of adipocytes of the methods of the present invention is, in another embodiment, a population comprising adipocytes. In another embodiment, the population is enriched with respect to adipocytes. In another embodiment, the population is a population of partially purified adipocytes. In another embodiment, the adipocytes are isolated from a biological source, followed by a stage of purification or enrichment. In another embodiment, the isolation of the biological source is done after cultivation. In another embodiment, the isolation of the biological source is done after cultivation and a stage of purification or enrichment. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

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En otra realizacion, la poblacion celular de los metodos de la presente invencion se cultiva en presencia de un gel o una matriz de gel de los metodos de la presente invencion. En otra realizacion, la poblacion celular se cultiva en el gel o matriz de gel. En otra realizacion, la poblacion celular se cultiva en el gel o matriz de gel. En otra realizacion, la poblacion celular se cultiva en un aparato de cultivo tisular que contiene el gel o la matriz de gel. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, the cell population of the methods of the present invention is cultured in the presence of a gel or a gel matrix of the methods of the present invention. In another embodiment, the cell population is cultured in the gel or gel matrix. In another embodiment, the cell population is cultured in the gel or gel matrix. In another embodiment, the cell population is cultured in a tissue culture apparatus that contains the gel or gel matrix. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion “poblacion de celulas madre mesenquimales” se refiere a una poblacion que comprende celulas madre mesenquimales (CMM). En otra realizacion, la poblacion se enriquece con respecto a CMM. En otra realizacion, la poblacion es una poblacion de CMM parcialmente purificada. En otra realizacion, las CMM se afslan de una fuente biologica, seguido de una etapa de purificacion o enriquecimiento. En otra realizacion, el aislamiento de la fuente biologica se realiza despues de cultivo. En otra realizacion, el aislamiento de la fuente biologica se realiza despues de cultivo y de una etapa de purificacion o enriquecimiento. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment "population of mesenchymal stem cells" refers to a population comprising mesenchymal stem cells (CMM). In another embodiment, the population is enriched with respect to CMM. In another embodiment, the population is a partially purified CMM population. In another embodiment, the CMMs are isolated from a biological source, followed by a stage of purification or enrichment. In another embodiment, the isolation of the biological source is done after cultivation. In another embodiment, the isolation of the biological source is done after cultivation and a stage of purification or enrichment. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, las celulas “mesenquimales” de los metodos de la presente invencion se afslan o purifican de medula osea. En otra realizacion, las celulas son celulas madre mesenquimales derivadas de medula osea. En otra realizacion, las celulas se afslan o purifican de tejido adiposo. En otra realizacion, las celulas se afslan o purifican de cartflago. En otra realizacion, las celulas se afslan o purifican de cualquier otro tejido conocido en la tecnica. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, the "mesenchymal" cells of the methods of the present invention are isolated or purified from bone marrow. In another embodiment, the cells are mesenchymal stem cells derived from bone marrow. In another embodiment, the cells are softened or purified from adipose tissue. In another embodiment, the cells are softened or purified from cartilage. In another embodiment, the cells are softened or purified from any other tissue known in the art. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

Un gel o una matriz de gel de los metodos de la presente invencion tienen un modulo de cizalla de 150-750 Pa.A gel or a gel matrix of the methods of the present invention have a shear modulus of 150-750 Pa.

En otra realizacion, un gel o una matriz de gel de los metodos y composiciones de la presente invencion tienen una rigidez equivalente a la de un tejido biologico. En otra realizacion, el tejido biologico es medula osea. En otra realizacion, el tejido biologico es tejido graso. En otra realizacion, el tejido biologico es cualquier otro tejido biologico conocido en la tecnica. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, a gel or a gel matrix of the methods and compositions of the present invention have a stiffness equivalent to that of a biological tissue. In another embodiment, the biological tissue is bone marrow. In another embodiment, the biological tissue is fatty tissue. In another embodiment, the biological tissue is any other biological tissue known in the art. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En una realizacion, la matriz de gel descrita en el presente documento es capaz de formar geles de diversas fuerzas, dependiendo de su estructura y concentracion asf como, en otra realizacion, de factores ambientales tales como fuerza ionica, pH y temperatura. La viscosidad y el comportamiento del gel combinados denominado “viscoelasticidad” en una realizacion, se examinan determinando el efecto que tiene una fuerza oscilante en el movimiento del material. En otra realizacion el modulo elastico (G'), modulo viscoso (G”) y viscosidad compleja (n*) son los parametros que se busca cambiar usando los metodos descritos en el presente documento, y estos se analizan en otra realizacion modificando la tension o presion de forma armonica con el tiempo (Tabla 1). Estos parametros derivan del modulo complejo (G*), que es la relacion de tension maxima frente a presion maxima, y el angulo de fase (5), que es el angulo en el que estan fuera de fase la tension y la presion.In one embodiment, the gel matrix described herein is capable of forming gels of various forces, depending on their structure and concentration as well as, in another embodiment, environmental factors such as ionic strength, pH and temperature. The combined viscosity and behavior of the gel called "viscoelasticity" in one embodiment, are examined by determining the effect that a swinging force has on the movement of the material. In another embodiment the elastic modulus (G '), viscous modulus (G ") and complex viscosity (n *) are the parameters to be changed using the methods described herein, and these are analyzed in another embodiment by modifying the tension or pressure harmoniously with time (Table 1). These parameters derive from the complex module (G *), which is the ratio of maximum tension to maximum pressure, and the phase angle (5), which is the angle at which the tension and pressure are out of phase.

Tabla^i=Relaci6n=enfr;e=m6djulos=dinamicosianguto=deJ;aseJ6)=yjrecuenciaJw)Table ^ i = Relationship = enfr; e = modules = dynamic dynamic = deJ; aseJ6) = yjrecuenciaJw)

Termino  Finished
Sfmbolo Definicion Informacion proporcionada  Symbol Definition Information provided

Modulo complejo  Complex module
G* [(G')2 + (G” )2]0,5 Todas las caractensticas viscoelasticas  G * [(G ') 2 + (G ”) 2] 0.5 All viscoelastic features

Modulo elastico, modulo de almacenamiento  Elastic module, storage module
G' G* cos 5 Energfa almacenada por cada ciclo de deformacion; comportamiento de tipo solido o elastico  G 'G * cos 5 Energy stored for each deformation cycle; solid or elastic behavior

Modulo viscoso, modulo de perdida  Viscous module, loss module
G” G* sin 5 Energfa disipada por ciclo de deformacion; comportamiento de tipo lfquido o viscoso  G ”G * sin 5 Energy dissipated per deformation cycle; liquid or viscous behavior

Viscosidad compleja  Complex viscosity
n* G*/o> Flujo viscoelastico  n * G * / o> Viscoelastic flow

En una realizacion, en las matrices de gel descritas en el presente documento, parte de la deformacion provocada por tension de cizalla es elastica y volvera a cero cuando se retire la fuerza. La deformacion restante, tal como la deformacion creada por el desplazamiento deslizante de las cadenas a traves del disolvente en una realizacion, no volvera a cero cuando se retire la fuerza. Bajo una fuerza constante, el desplazamiento elastico permanece constante en una realizacion, mientras que el desplazamiento deslizante continua, aumentando de este modo.In one embodiment, in the gel matrices described herein, part of the deformation caused by shear stress is elastic and will return to zero when the force is removed. The remaining deformation, such as the deformation created by the sliding displacement of the chains through the solvent in one embodiment, will not return to zero when the force is removed. Under a constant force, the elastic displacement remains constant in one embodiment, while the sliding displacement continues, increasing in this way.

En una realizacion, el termino “elastico” o “elasticidad”, y terminos similares se refieren a una propiedad ffsica de las matrices de gel descritas en el presente documento, concretamente la deformabilidad del gel bajo fuerza mecanica y la capacidad de la matriz de gel para conservar su forma original cuando se retire la fuerza deformante. En otra realizacion, la expresion “modulo elastico” se refiere al modulo de Young y es una medida de la relacion de (a) la tension uniaxial a lo largo de un eje del material con respecto a (b) la tension normal adjunta a lo largo de ese eje.In one embodiment, the term "elastic" or "elasticity," and similar terms refer to a physical property of the gel matrices described herein, namely the deformability of the gel under mechanical strength and the ability of the gel matrix. to retain its original shape when the deforming force is removed. In another embodiment, the term "elastic modulus" refers to Young's modulus and is a measure of the relationship of (a) the uniaxial tension along an axis of the material with respect to (b) the normal tension attached to it. along that axis.

El modulo de cizalla (resultante de la tension cambiante) es la relacion de la tension de cizalla con respecto a la presion de cizalla. A partir de la relacion compleja similar a la anterior se deduce que:The shear module (resulting from the changing tension) is the ratio of the shear stress to the shear pressure. From the complex relationship similar to the previous one it follows that:

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donde G* es el modulo de cizalla complejo, G' es el modulo de almacenamiento en fase, i es un factor relacionado con el material y G” es el modulo de perdida dirigido de forma similar fuera de fase; G* = E (G'2 + G”2). La frecuencia con la que estos parametros se cruzan corresponde a un tiempo de relajacion (t) espedfico del material.where G * is the complex shear module, G 'is the phase storage module, i is a material related factor and G ”is the loss module similarly directed out of phase; G * = E (G'2 + G ”2). The frequency with which these parameters intersect corresponds to a specific relaxation time (t) of the material.

En una realizacion, las propiedades viscoelasticas lineales de las matrices de gel descritas en el presente documento se determinan por mediciones en un flujo de cizalla oscilante a amplitud pequena y con frecuencia angular variable. Los valores para G' y G” se determinan en gran medida aqu por la concentracion de los derivados de celulosa en la solucion acuosa y la magnitud del valor de viscosidad representativo. Por lo tanto, en lo sucesivo en el presente documento, solamente se considera la evolucion relativa de G' y G” con frecuencia angular (w) creciente. En otra realizacion, a una concentracion de 1,5 a 2 % (p/p) de derivado de celulosa de solucion acuosa y a una temperatura de aproximadamente 20 °C, el comportamiento de G' y G” para los derivados de celulosa es tal que a una frecuencia angular (w) baja, el modulo de almacenamiento G' es menor que el modulo de perdida G”, pero con el aumento de la frecuencia angular G' aumenta mas que G”. En otra realizacion, G', por encima de una cierta frecuencia angular, finalmente se hace mayor que G”, y la solucion a valores altos de frecuencia angular reacciona por lo tanto predominantemente de forma elastica. Este comportamiento se atenua o cambia usando los metodos de modulacion descritos en el presente documento.In one embodiment, the linear viscoelastic properties of the gel matrices described herein are determined by measurements in an oscillating shear flow at small amplitude and with variable angular frequency. The values for G 'and G ”are largely determined here by the concentration of cellulose derivatives in the aqueous solution and the magnitude of the representative viscosity value. Therefore, hereinafter, only the relative evolution of G 'and G ”with increasing angular frequency (w) is considered. In another embodiment, at a concentration of 1.5 to 2% (w / w) of cellulose derivative of aqueous solution and at a temperature of approximately 20 ° C, the behavior of G 'and G "for cellulose derivatives is such that at a low angular frequency (w), the storage module G 'is smaller than the loss module G ", but with the increase in the angular frequency G' it increases more than G". In another embodiment, G ', above a certain angular frequency, finally becomes greater than G ”, and the solution at high angular frequency values therefore reacts predominantly elastically. This behavior is attenuated or changed using the modulation methods described herein.

En otra realizacion, el termino “elasticidad” se refiere a la propiedad ffsica de un material que define su capacidad para deformarse por tension, sea la deformacion reversible o no. Como se usan en la presente memoria descriptiva, la elasticidad y la rigidez estan inversamente relacionadas y la elasticidad (rigidez) de un material puede medirse usando un reometro de espectrometro de fluidos RFS III, disponible en Rheometrics, Piscataway, NJ, usando una presion de cizalla oscilante del 2% a una frecuencia de 10 radianes por segundo. La elasticidad y otras 10 propiedades reologicas de las celulas y de otros tejidos fisiologicos puede medirse usado cualquiera de una diversidad de metodos conocidos por los expertos en la materia. Dichos metodos pueden implicar el uso de reometros o microscopios de fuerza atomica, como ejemplo (vease, por ejemplo, Engler AJ, Rehfeldt F, Sen S, Discher DE, "Microtissue elasticity: measurements by atomic force microscopy and its influence on cell differentiation," Methods Cell Biol. 2007;83:521-45; 15 Yeung T, Georges PC, Flanagan LA, Marg B, Ortiz M, Funaki M, Zahir N, Ming W, Weaver V, Janmey PA, "Effects of substrate stiffness on cell morphology, cytoskeletal structure, and adhesion," Cell Motil Cytoskeleton. Ene 2005; 60(1): 24-34.).In another embodiment, the term "elasticity" refers to the physical property of a material that defines its ability to deform by stress, whether reversible or not. As used herein, the elasticity and stiffness are inversely related and the elasticity (stiffness) of a material can be measured using an RFS III fluid spectrometer, available from Rheometrics, Piscataway, NJ, using a pressure of 2% oscillating shear at a frequency of 10 radians per second. The elasticity and other rheological properties of cells and other physiological tissues can be measured using any of a variety of methods known to those skilled in the art. Such methods may involve the use of reometers or atomic force microscopes, as an example (see, for example, Engler AJ, Rehfeldt F, Sen S, Discher DE, "Microtissue elasticity: measurements by atomic force microscopy and its influence on cell differentiation, "Methods Cell Biol. 2007; 83: 521-45; 15 Yeung T, Georges PC, Flanagan LA, Marg B, Ortiz M, Funaki M, Zahir N, Ming W, Weaver V, Janmey PA," Effects of substrate stiffness on cell morphology, cytoskeletal structure, and adhesion, "Cell Motil Cytoskeleton. Jan 2005; 60 (1): 24-34.).

En una realizacion, la expresion “viscosidad intrmseca” ([n*]) se refiere al Kmite de la viscosidad reducida extrapolada a concentracion cero. Al igual que la viscosidad reducida, tiene unidades de concentracion redproca, por ejemplo, ml g-1.In one embodiment, the expression "intrinsic viscosity" ([n *]) refers to the Kmite of the reduced viscosity extrapolated to zero concentration. Like the reduced viscosity, it has redproca concentration units, for example, ml g-1.

En una realizacion, la rigidez o dureza, se refiere a los valores de G' observados o medidos.In one embodiment, stiffness or hardness refers to the G 'values observed or measured.

En otra realizacion, un gel o una matriz de gel de los metodos de la presente invencion se recubren con una solucion que comprende una protema de adhesion. En otra realizacion, la protema de adhesion es un colageno. En otra realizacion, la protema de adhesion es un colageno de tipo I. En otra realizacion, la protema de adhesion es una fibronectina. En otra realizacion, la protema de adhesion es cualquier otra protema de adhesion conocida en la tecnica. En otra realizacion, el gel o la matriz de gel se recubren con una solucion que comprende una combinacion de protemas de adhesion. En otra realizacion, el gel o la matriz de gel se recubren con una solucion que comprende un colageno y una fibronectina. En otra realizacion, el gel o la matriz de gel se recubre con una solucion que comprende un colageno de tipo I y una fibronectina. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, a gel or a gel matrix of the methods of the present invention are coated with a solution comprising an adhesion protein. In another embodiment, the adhesion protein is a collagen. In another embodiment, the adhesion protein is a type I collagen. In another embodiment, the adhesion protein is a fibronectin. In another embodiment, the adhesion protein is any other adhesion protein known in the art. In another embodiment, the gel or gel matrix is coated with a solution comprising a combination of adhesion proteins. In another embodiment, the gel or gel matrix is coated with a solution comprising a collagen and a fibronectin. In another embodiment, the gel or gel matrix is coated with a solution comprising a type I collagen and a fibronectin. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, el colageno de LOS metodos de la presente invencion es un colageno recombinante. En otra realizacion, el colageno se purifica de una fuente biologica. En otra realizacion, el colageno es un colageno de tipo I. En otra realizacion, el colageno es cualquier otro tipo de colageno conocido en la tecnica. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, the collagen of the methods of the present invention is a recombinant collagen. In another embodiment, the collagen is purified from a biological source. In another embodiment, the collagen is a type I collagen. In another embodiment, the collagen is any other type of collagen known in the art. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, la fibronectina de los metodos de la presente invencion es una fibronectina recombinante. En otra realizacion, la fibronectina se purifica de una fuente biologica. En otra realizacion, la fibronectina es una fibronectina de tipo I. En otra realizacion, la fibronectina es cualquier otro tipo de fibronectina conocida en la tecnica. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, the fibronectin of the methods of the present invention is a recombinant fibronectin. In another embodiment, the fibronectin is purified from a biological source. In another embodiment, fibronectin is a type I fibronectin. In another embodiment, fibronectin is any other type of fibronectin known in the art. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

El agente gelificante de los metodos de la presente invencion es, en otra realizacion, una acrilamida. En otra realizacion, el agente gelificante es una mezcla de acrilamida-bisacrilamida. En otra realizacion, el agente gelificante comprende acrilamida. En otra realizacion, el agente gelificante comprende una mezcla de acrilamida-bisacrilamida. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.The gelling agent of the methods of the present invention is, in another embodiment, an acrylamide. In another embodiment, the gelling agent is a mixture of acrylamide-bisacrylamide. In another embodiment, the gelling agent comprises acrylamide. In another embodiment, the gelling agent comprises a mixture of acrylamide-bisacrylamide. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, un gel de acrilamida de los metodos de la presente invencion tiene una relacion de acrilamida:bisacrilamida de entre 100:1 y 30:1. En otra realizacion, el gel de acrilamida se prepara a partir de una solucion que tiene una relacion de acrilamida:bisacrilamida de entre 100:1 y 30:1. En otra realizacion, la relacion es de entre 100:1 y 20:1. En otra realizacion, la relacion de acrilamida:bisacrilamida es de entre 100:1 y 40:1. En otra realizacion, la relacion es entre 100:1 y 50:1. En otra realizacion, la relacion es entre 100:1 y 60:1. En otraIn another embodiment, an acrylamide gel of the methods of the present invention has an acrylamide: bisacrylamide ratio of between 100: 1 and 30: 1. In another embodiment, the acrylamide gel is prepared from a solution having an acrylamide: bisacrylamide ratio of between 100: 1 and 30: 1. In another embodiment, the ratio is between 100: 1 and 20: 1. In another embodiment, the ratio of acrylamide: bisacrylamide is between 100: 1 and 40: 1. In another embodiment, the ratio is between 100: 1 and 50: 1. In another embodiment, the ratio is between 100: 1 and 60: 1. In other

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realizacion, la relacion es entre 100:1 y 70:1. En otra realizacion, la relacion es entre 120:1 y 30:1. En otrarealization, the ratio is between 100: 1 and 70: 1. In another embodiment, the ratio is between 120: 1 and 30: 1. In other

realizacion, la relacion es entre 120:1 y 40:1. En otra realizacion, la relacion es entre 120:1 y 50:1. En otrarealization, the ratio is between 120: 1 and 40: 1. In another embodiment, the ratio is between 120: 1 and 50: 1. In other

realizacion, la relacion es entre 120:1 y 60:1. En otra realizacion, la relacion es entre 120:1 y 70:1. En otrarealization, the ratio is between 120: 1 and 60: 1. In another embodiment, the ratio is between 120: 1 and 70: 1. In other

realizacion, la relacion es entre 90:1 y 20:1. En otra realizacion, la relacion es entre 90:1 y 30:1. En otra realizacion,realization, the ratio is between 90: 1 and 20: 1. In another embodiment, the ratio is between 90: 1 and 30: 1. In another embodiment,

la relacion es entre 90:1 y 40:1. En otra realizacion, la relacion es entre 90:1 y 50:1. En otra realizacion, la relacion es entre 90:1 y 60:1. En otra realizacion, la relacion es entre 80:1 y 20:1. En otra realizacion, la relacion es entre 80:1 y 30:1. En otra realizacion, la relacion es entre 80:1 y 40:1. En otra realizacion, la relacion es entre 80:1 y 50:1.The ratio is between 90: 1 and 40: 1. In another embodiment, the ratio is between 90: 1 and 50: 1. In another embodiment, the ratio is between 90: 1 and 60: 1. In another embodiment, the ratio is between 80: 1 and 20: 1. In another embodiment, the ratio is between 80: 1 and 30: 1. In another embodiment, the ratio is between 80: 1 and 40: 1. In another embodiment, the ratio is between 80: 1 and 50: 1.

En otra realizacion, la relacion es 30:1. En otra realizacion, la relacion es 20:1. En otra realizacion, la relacion es 25:1. En otra realizacion, la relacion es 35:1. En otra realizacion, la relacion es 40:1. En otra realizacion, la relacion es 45:1. En otra realizacion, la relacion es 50:1. En otra realizacion, la relacion es 55:1. En otra realizacion, la relacion es 60:1. En otra realizacion, la relacion es 65:1. En otra realizacion, la relacion es 70:1. En otra realizacion, la relacion es 75:1. En otra realizacion, la relacion es 80:1. En otra realizacion, la relacion es 85:1. En otra realizacion, la relacion es 90:1. En otra realizacion, la relacion es 95:1. En otra realizacion, la relacion es 100:1.In another embodiment, the ratio is 30: 1. In another embodiment, the ratio is 20: 1. In another embodiment, the ratio is 25: 1. In another embodiment, the ratio is 35: 1. In another embodiment, the ratio is 40: 1. In another embodiment, the ratio is 45: 1. In another embodiment, the ratio is 50: 1. In another embodiment, the ratio is 55: 1. In another embodiment, the ratio is 60: 1. In another embodiment, the ratio is 65: 1. In another embodiment, the ratio is 70: 1. In another embodiment, the ratio is 75: 1. In another embodiment, the ratio is 80: 1. In another embodiment, the ratio is 85: 1. In another embodiment, the ratio is 90: 1. In another embodiment, the ratio is 95: 1. In another embodiment, the ratio is 100: 1.

Cada relacion de acrilamida:bisacrilamida representa una realizacion distinta de la presente invencion.Each acrylamide: bisacrylamide ratio represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, un gel de acrilamida de los metodos de la presente invencion tiene una concentracion de acrilamida total de 3-5 %. En otra realizacion, el gel de acrilamida se prepara a partir de una solucion que tiene una concentracion de acrilamida total de 3-5 %. En otra realizacion, la concentracion de acrilamida total es del 2 %. En otra realizacion, la concentracion es del 2,5 %. En otra realizacion, la concentracion es del 3 %. En otra realizacion, la concentracion es del 3,5 %. En otra realizacion, la concentracion es del 4 %. En otra realizacion, la concentracion es del 4,5 %. En otra realizacion, la concentracion es del 5 %. En otra realizacion, la concentracion es del 5,5 %. En otra realizacion, la concentracion es del 6 %. En otra realizacion, la concentracion es del 2-5 %. En otra realizacion, la concentracion es del 2,5 a 5%. En otra realizacion, la concentracion es del 3,5 a 5%. En otra realizacion, la concentracion es del 2-4 %. En otra realizacion, la concentracion es del 2-4,5 %. En otra realizacion, la concentracion es del 2-5 %. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, an acrylamide gel of the methods of the present invention has a total acrylamide concentration of 3-5%. In another embodiment, the acrylamide gel is prepared from a solution that has a total acrylamide concentration of 3-5%. In another embodiment, the total acrylamide concentration is 2%. In another embodiment, the concentration is 2.5%. In another embodiment, the concentration is 3%. In another embodiment, the concentration is 3.5%. In another embodiment, the concentration is 4%. In another embodiment, the concentration is 4.5%. In another embodiment, the concentration is 5%. In another embodiment, the concentration is 5.5%. In another embodiment, the concentration is 6%. In another embodiment, the concentration is 2-5%. In another embodiment, the concentration is 2.5 to 5%. In another embodiment, the concentration is 3.5 to 5%. In another embodiment, the concentration is 2-4%. In another embodiment, the concentration is 2-4.5%. In another embodiment, the concentration is 2-5%. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, el agente gelificante de los metodos de la presente invencion es una protema fibrina. En otra realizacion, el agente gelificante es una protema de fibrinogeno. En otra realizacion, el fibrinogeno esta desprovisto de factores de coagulacion. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, the gelling agent of the methods of the present invention is a fibrin protein. In another embodiment, the gelling agent is a fibrinogen protein. In another embodiment, the fibrinogen is devoid of clotting factors. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, la concentracion de la protema de fibrina o fibrinogeno recombinante en un gel o una matriz de gel de los metodos de la presente invencion es 3-10 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 3-12 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 3-9 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 3-8 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 3-7 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 3-6 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 2-12 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 2-10 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 2-9 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 2-8 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 2-7 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 2-6 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 4-12 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 4-10 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 4-9 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 4-8 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 4-7 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 5-12 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 5-10 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 5-9 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 5-8 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 2 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 2,5 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 3 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 3,5 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 4 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 4,5 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 5 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 6 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 7 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 8 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 9 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 10 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 11 mg/ml. En otra realizacion, la concentracion es 12 mg/ml. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, the concentration of the recombinant fibrin or fibrinogen protein in a gel or a gel matrix of the methods of the present invention is 3-10 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 3-12 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 3-9 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 3-8 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 3-7 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 3-6 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 2-12 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 2-10 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 2-9 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 2-8 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 2-7 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 2-6 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 4-12 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 4-10 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 4-9 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 4-8 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 4-7 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 5-12 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 5-10 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 5-9 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 5-8 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 2 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 2.5 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 3 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 3.5 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 4 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 4.5 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 5 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 6 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 7 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 8 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 9 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 10 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 11 mg / ml. In another embodiment, the concentration is 12 mg / ml. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, una protema fibrina o fibrinogeno de los metodos de la presente invencion es una protema fibrina o fibrinogeno de un animal heterotermo. En otra realizacion, la protema fibrina o fibrinogeno es una protema fibrina o fibrinogeno de un animal homeotermo. En otra realizacion, la fibrina o el fibrinogeno es de un pez. En otra realizacion, la fibrina o el fibrinogeno es de un salmon. En otra realizacion, la fibrina o el fibrinogeno es de cualquier otro pez conocido en la tecnica. En otra realizacion, la fibrina o el fibrinogeno es de cualquier otro heterotermo conocido en la tecnica. En otra realizacion, la fibrina o el fibrinogeno es de un mairnfero. En otra realizacion, la fibrina o el fibrinogeno es fibrina o fibrinogeno humano. En otra realizacion, la fibrina o el fibrinogeno es fibrina o fibrinogeno bovino. En otra realizacion, la fibrina o el fibrinogeno es de cualquier otro mamffero conocido en la tecnica. En otra realizacion, la fibrina o el fibrinogeno es de cualquier otro homeotermo conocido en la tecnica. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, a fibrin or fibrinogen protein of the methods of the present invention is a fibrin or fibrinogen protein of a heterothermal animal. In another embodiment, the fibrin or fibrinogen protein is a fibrin or fibrinogen protein of a homeotherm animal. In another embodiment, the fibrin or fibrinogen is from a fish. In another embodiment, the fibrin or fibrinogen is from a salmon. In another embodiment, the fibrin or fibrinogen is from any other fish known in the art. In another embodiment, the fibrin or fibrinogen is from any other heterotherm known in the art. In another embodiment, the fibrin or fibrinogen is from a mammalian. In another embodiment, the fibrin or fibrinogen is human fibrin or fibrinogen. In another embodiment, the fibrin or fibrinogen is fibrin or bovine fibrinogen. In another embodiment, the fibrin or fibrinogen is from any other mammal known in the art. In another embodiment, the fibrin or fibrinogen is from any other homeotherm known in the art. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, el agente gelificante es agarosa. En otra realizacion, el agente gelificante es agar. En otra realizacion, el agente gelificante es un glucosaminoglicano. En otra realizacion, el agente gelificante es un colageno. En otra realizacion, el agente gelificante es carragenina. En otra realizacion, el agente gelificante es carragenano. En otra realizacion, el agente gelificante es goma de algarrobo. En otra realizacion, el agente gelificante es glicerina. EnIn another embodiment, the gelling agent is agarose. In another embodiment, the gelling agent is agar. In another embodiment, the gelling agent is a glycosaminoglycan. In another embodiment, the gelling agent is a collagen. In another embodiment, the gelling agent is carrageenan. In another embodiment, the gelling agent is carrageenan. In another embodiment, the gelling agent is locust bean gum. In another embodiment, the gelling agent is glycerin. In

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otra realizacion, el agente gelificante de los metodos de la presente invencion es cualquier otro agente gelificante conocido en la tecnica. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.Another embodiment, the gelling agent of the methods of the present invention is any other gelling agent known in the art. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, el gel o la matriz de gel de los metodos de la presente invencion es un gel o una matriz de gel bidimensional. En otra realizacion, el gel o la matriz de gel es un gel o una matriz de gel tridimensional. En otra realizacion, el gel o la matriz de gel es cualquier otro tipo de gel o matriz de gel conocido en la tecnica. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, the gel or gel matrix of the methods of the present invention is a gel or a two-dimensional gel matrix. In another embodiment, the gel or gel matrix is a three-dimensional gel or gel matrix. In another embodiment, the gel or gel matrix is any other type of gel or gel matrix known in the art. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, un gel o una matriz de gel de los metodos de la presente invencion comprende ademas un suero animal. En otra realizacion, el suero animal es un suero bovino fetal. En otra realizacion, el suero animal es un suero de ternero bovino. En otra realizacion, el suero animal es un suero de caballo. En otra realizacion, el suero animal es cualquier otro tipo de suero animal que contenga factor de crecimiento conocido en la tecnica. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, a gel or a gel matrix of the methods of the present invention further comprises an animal serum. In another embodiment, the animal serum is a fetal bovine serum. In another embodiment, the animal serum is a bovine calf serum. In another embodiment, the animal serum is a horse serum. In another embodiment, the animal serum is any other type of animal serum that contains growth factor known in the art. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, un gel o una matriz de gel de los metodos de la presente invencion comprende ademas un inhibidor de proteasa.In another embodiment, a gel or a gel matrix of the methods of the present invention further comprises a protease inhibitor.

En otra realizacion, un inhibidor de proteasa de los metodos de la presente invencion inhibe la funcion de una peptidasa. En otra realizacion, el inhibidor de proteasa es una protema. En algunas realizaciones, el inhibidor de proteasa es un inhibidor de cistema proteasa, un inhibidor de serina proteasa (serpina), un inhibidor de tripsina, un inhibidor de treonina proteasa, un inhibidor de proteasa aspartica o un inhibidor de metaloproteasa. En otra realizacion, un inhibidor de proteasa es un inhibidor suicida, un inhibidor de estado de transicion o un agente quelante.In another embodiment, a protease inhibitor of the methods of the present invention inhibits the function of a peptidase. In another embodiment, the protease inhibitor is a protein. In some embodiments, the protease inhibitor is a cystem protease inhibitor, a serine protease (serpine) inhibitor, a trypsin inhibitor, a threonine protease inhibitor, an aspartic protease inhibitor or a metalloprotease inhibitor. In another embodiment, a protease inhibitor is a suicide inhibitor, a transition state inhibitor or a chelating agent.

En otra realizacion, el inhibidor de proteasa es inhibidor de tripsina de soja (SBTI). En otra realizacion, el inhibidor de proteasa es AEBSF-HCl. En otra realizacion, el inhibidor es acido (epsilon)-aminocaproico. En otra realizacion, el inhibidor es (alfa) 1-antiquimotripsina. En otra realizacion, el inhibidor es antitrombina III. En otra realizacion, el inhibidor es (alfa) 1 -antitripsina (inhibidor de [alfa] 1-proteinasa). En otra realizacion, el inhibidor es APMSF-HCl (sulfonil fluoruro de 4-amidinofenil-metano). En otra realizacion, el inhibidor es esprotinina. En otra realizacion, el inhibidor es benzamidina-HCl. En otra realizacion, el inhibidor es quimostatina. En otra realizacion, el inhibidor es DFP (diisopropilfluoro-fosfato). En otra realizacion, el inhibidor es leupeptina. En otra realizacion, el inhibidor es PEFABLOC® SC (clorhidrato de 4-(2-aminoetil)-bencenosulfonil fluoruro). En otra realizacion, el inhibidor es PMSF (fenilmetil sulfonil fluoruro). En otra realizacion, el inhibidor es TLCK (1-cloro-3-tosilamido-7-amino-2-heptanona HCl). En otra realizacion, el inhibidor es TPCK (1-cloro-3-tosilamido-4-fenil-2-butanona). En otra realizacion, el inhibidor es inhibidor de tripsina de clara de huevo (ovomucoide). En otra realizacion, el inhibidor es inhibidor de tripsina de soja. En otra realizacion, el inhibidor es aprotinina. En otra realizacion, el inhibidor es pentamidina isetionato. En otra realizacion, el inhibidor es pepstatina. En otra realizacion, el inhibidor es guanidinio. En otra realizacion, el inhibidor es alfa2-macroglobulina. En otra realizacion, el inhibidor es un agente quelante de cinc. En otra realizacion, el inhibidor es yodoacetato. En otra realizacion, el inhibidor es cinc. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, the protease inhibitor is soy trypsin inhibitor (SBTI). In another embodiment, the protease inhibitor is AEBSF-HCl. In another embodiment, the inhibitor is (epsilon) -aminocaproic acid. In another embodiment, the inhibitor is (alpha) 1-anti-chymotrypsin. In another embodiment, the inhibitor is antithrombin III. In another embodiment, the inhibitor is (alpha) 1-antitrypsin ([alpha] 1-proteinase inhibitor). In another embodiment, the inhibitor is APMSF-HCl (4-amidinophenyl methane sulfonyl fluoride). In another embodiment, the inhibitor is sprotinin. In another embodiment, the inhibitor is benzamidine-HCl. In another embodiment, the inhibitor is chymostatin. In another embodiment, the inhibitor is DFP (diisopropylfluoro phosphate). In another embodiment, the inhibitor is leupeptin. In another embodiment, the inhibitor is PEFABLOC® SC (4- (2-aminoethyl) -benzenesulfonyl fluoride hydrochloride). In another embodiment, the inhibitor is PMSF (phenylmethyl sulfonyl fluoride). In another embodiment, the inhibitor is TLCK (1-chloro-3-tosylamido-7-amino-2-heptanone HCl). In another embodiment, the inhibitor is TPCK (1-chloro-3-tosylamido-4-phenyl-2-butanone). In another embodiment, the inhibitor is trypsin inhibitor of egg white (ovomucoid). In another embodiment, the inhibitor is soy trypsin inhibitor. In another embodiment, the inhibitor is aprotinin. In another embodiment, the inhibitor is pentamidine isethionate. In another embodiment, the inhibitor is pepstatin. In another embodiment, the inhibitor is guanidinium. In another embodiment, the inhibitor is alpha2-macroglobulin. In another embodiment, the inhibitor is a zinc chelating agent. In another embodiment, the inhibitor is iodoacetate. In another embodiment, the inhibitor is zinc. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, la cantidad de inhibidor de proteasa que se utilia en los metodos de la presente invencion es 0,1 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad de inhibidor de proteasa es 0,2 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 0,3 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 0,4 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 0,6 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 0,8 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 1 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 1,5 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 2 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 2,5 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 3 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 5 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 7 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 10 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 12 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 15 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 20 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 30 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 50 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 70 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 100 mg/litro.In another embodiment, the amount of protease inhibitor that was used in the methods of the present invention is 0.1 mg / liter. In another embodiment, the amount of protease inhibitor is 0.2 mg / liter. In another embodiment, the amount is 0.3 mg / liter. In another embodiment, the amount is 0.4 mg / liter. In another embodiment, the amount is 0.6 mg / liter. In another embodiment, the amount is 0.8 mg / liter. In another embodiment, the amount is 1 mg / liter. In another embodiment, the amount is 1.5 mg / liter. In another embodiment, the amount is 2 mg / liter. In another embodiment, the amount is 2.5 mg / liter. In another embodiment, the amount is 3 mg / liter. In another embodiment, the amount is 5 mg / liter. In another embodiment, the amount is 7 mg / liter. In another embodiment, the amount is 10 mg / liter. In another embodiment, the amount is 12 mg / liter. In another embodiment, the amount is 15 mg / liter. In another embodiment, the amount is 20 mg / liter. In another embodiment, the amount is 30 mg / liter. In another embodiment, the amount is 50 mg / liter. In another embodiment, the amount is 70 mg / liter. In another embodiment, the amount is 100 mg / liter.

En otra realizacion, la cantidad de inhibidor de proteasa es 0,1-1 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad de inhibidor de proteasa es 0,2-1 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 0,3-1 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 0,5-1 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 0,1-2 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 0,2-2 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 0,3-2 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 0,5-2 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 1-2 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 1-10 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 2-10 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 3-10 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 5-10 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 1-20 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 2-20 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 3-20 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 5-20 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 10-20 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 10-100 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 20-100 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 30-100 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 50-100 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 10-200 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 20-200 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 30-200 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 50-200 mg/litro. En otra realizacion, la cantidad es 100-200 mg/litro.In another embodiment, the amount of protease inhibitor is 0.1-1 mg / liter. In another embodiment, the amount of protease inhibitor is 0.2-1 mg / liter. In another embodiment, the amount is 0.3-1 mg / liter. In another embodiment, the amount is 0.5-1 mg / liter. In another embodiment, the amount is 0.1-2 mg / liter. In another embodiment, the amount is 0.2-2 mg / liter. In another embodiment, the amount is 0.3-2 mg / liter. In another embodiment, the amount is 0.5-2 mg / liter. In another embodiment, the amount is 1-2 mg / liter. In another embodiment, the amount is 1-10 mg / liter. In another embodiment, the amount is 2-10 mg / liter. In another embodiment, the amount is 3-10 mg / liter. In another embodiment, the amount is 5-10 mg / liter. In another embodiment, the amount is 1-20 mg / liter. In another embodiment, the amount is 2-20 mg / liter. In another embodiment, the amount is 3-20 mg / liter. In another embodiment, the amount is 5-20 mg / liter. In another embodiment, the amount is 10-20 mg / liter. In another embodiment, the amount is 10-100 mg / liter. In another embodiment, the amount is 20-100 mg / liter. In another embodiment, the amount is 30-100 mg / liter. In another embodiment, the amount is 50-100 mg / liter. In another embodiment, the amount is 10-200 mg / liter. In another embodiment, the amount is 20-200 mg / liter. In another embodiment, the amount is 30-200 mg / liter. In another embodiment, the amount is 50-200 mg / liter. In another embodiment, the amount is 100-200 mg / liter.

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En otra realizacion, la cantidad de inhibidor de proteasa que se utiliza en los metodos de la presente invencion es 1000 u.i.k. (unidades inactivadoras de kalicrema)/litro. En otra realizacion, la cantidad es 10 u.i.k./litro. En otra realizacion, la cantidad es 12 u.i.k./litro. En otra realizacion, la cantidad es 15 u.i.k./litro. En otra realizacion, la cantidad es 20 u.i.k./litro. En otra realizacion, la cantidad es 30 u.i.k./litro. En otra realizacion, la cantidad es 40 u.i.k./litro. En otra realizacion, la cantidad es 50 u.i.k./litro. En otra realizacion, la cantidad es 70 u.i.k./litro. En otra realizacion, la cantidad es 100 u.i.k./litro. En otra realizacion, la cantidad es 150 u.i.k./litro. En otra realizacion, la cantidad es 200 u.i.k./litro. En otra realizacion, la cantidad es 300 u.i.k./litro. En otra realizacion, la cantidad es 500 u.i.k./litro. En otra realizacion, la cantidad es 700 u.i.k./litro. En otra realizacion, la cantidad es 1500 u.i.k./litro. En otra realizacion, la cantidad es 3000 u.i.k./litro. En otra realizacion, la cantidad es 4000 u.i.k./litro. En otra realizacion, la cantidad es 5000 u.i.k./litroIn another embodiment, the amount of protease inhibitor that is used in the methods of the present invention is 1000 u.i.k. (Kalicrema inactivating units) / liter. In another embodiment, the amount is 10 u.i.k./litro. In another embodiment, the amount is 12 u.i.k./litro. In another embodiment, the amount is 15 u.i.k./litro. In another embodiment, the amount is 20 u.i.k./litro. In another embodiment, the amount is 30 u.i.k./litro. In another embodiment, the amount is 40 u.i.k./litro. In another embodiment, the amount is 50 u.i.k./litro. In another embodiment, the amount is 70 u.i.k./litro. In another embodiment, the amount is 100 u.i.k./litro. In another embodiment, the amount is 150 u.i.k./litro. In another embodiment, the amount is 200 u.i.k./litro. In another embodiment, the amount is 300 u.i.k./litro. In another embodiment, the amount is 500 u.i.k./litro. In another embodiment, the amount is 700 u.i.k./litro. In another embodiment, the amount is 1500 u.i.k./litro. In another embodiment, the amount is 3000 u.i.k./litro. In another embodiment, the amount is 4000 u.i.k./litro. In another embodiment, the amount is 5000 u.i.k./litro

Cada cantidad del inhibidor de proteasa representa una realizacion distinta de la presente invencion.Each amount of the protease inhibitor represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, la proteasa a la que se dirige el inhibidor de proteasa de los metodos de la presente invencion es una seria proteasa. En otra realizacion, la proteasa es tripsina. En otra realizacion, la proteasa es quimotripsina. En otra realizacion, la proteasa es carboxipeptidasa. En otra realizacion, la proteasa es aminopeptidasa. En otra realizacion, la proteasa es cualquier otra proteasa que actue en el duodeno o en el intestino delgado. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, the protease to which the protease inhibitor is directed from the methods of the present invention is a serious protease. In another embodiment, the protease is trypsin. In another embodiment, the protease is chymotrypsin. In another embodiment, the protease is carboxypeptidase. In another embodiment, the protease is aminopeptidase. In another embodiment, the protease is any other protease that acts in the duodenum or small intestine. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

La poblacion de celulas madre mesenquimales de los metodos de la presente invencion es, en otra realizacion, una poblacion de celulas madre mesenquimales adultas. En otra realizacion, la poblacion de celulas madre mesenquimales es una poblacion de celulas madre mesenquimales juveniles. En otra realizacion, la poblacion de celulas madre mesenquimales es una poblacion de celulas madre mesenquimales infantiles. En otra realizacion, la poblacion de celulas madre mesenquimales es una poblacion de celulas madre mesenquimales fetales. En otra realizacion, la poblacion de celulas madre mesenquimales es una poblacion de celulas madre mesenquimales humanas. En otra realizacion, la poblacion de celulas madre mesenquimales es de cualquier animal conocido en la tecnica. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.The population of mesenchymal stem cells of the methods of the present invention is, in another embodiment, a population of adult mesenchymal stem cells. In another embodiment, the population of mesenchymal stem cells is a population of juvenile mesenchymal stem cells. In another embodiment, the population of mesenchymal stem cells is a population of infant mesenchymal stem cells. In another embodiment, the population of mesenchymal stem cells is a population of fetal mesenchymal stem cells. In another embodiment, the population of mesenchymal stem cells is a population of human mesenchymal stem cells. In another embodiment, the population of mesenchymal stem cells is of any animal known in the art. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula madre. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula madre hematopoyetica. En otra realizacion, el tipo celular de interes es un adipocito. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula progenitora endotelial. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula madre neural. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula progenitora residente en tejido adulto. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula progenitora pancreatica residente en tejido adulto. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula beta nativa regenerativa. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula madre gastrointestinal. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula madre epitelial hepatopancreatica. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula madre epidermica. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula madre epitelial intestinal. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula madre retiniana. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula madre epitelial neuronal. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula madre muscular. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula madre endotelial. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula madre de sangre periferica. En otra realizacion, el tipo celular de interes es cualquier otro tipo de celula madre conocido en la tecnicaIn another embodiment, the cell type of interest is a stem cell. In another embodiment, the cell type of interest is a hematopoietic stem cell. In another embodiment, the cell type of interest is an adipocyte. In another embodiment, the cell type of interest is an endothelial progenitor cell. In another embodiment, the cell type of interest is a neural stem cell. In another embodiment, the cell type of interest is a progenitor cell resident in adult tissue. In another embodiment, the cell type of interest is a pancreatic progenitor cell resident in adult tissue. In another embodiment, the cell type of interest is a regenerative native beta cell. In another embodiment, the cell type of interest is a gastrointestinal stem cell. In another embodiment, the cell type of interest is a hepatopancreatic epithelial stem cell. In another embodiment, the cell type of interest is an epidermal stem cell. In another embodiment, the cell type of interest is an intestinal epithelial stem cell. In another embodiment, the cell type of interest is a retinal stem cell. In another embodiment, the cell type of interest is a neuronal epithelial stem cell. In another embodiment, the cell type of interest is a muscle stem cell. In another embodiment, the cell type of interest is an endothelial stem cell. In another embodiment, the cell type of interest is a peripheral blood stem cell. In another embodiment, the cell type of interest is any other type of stem cell known in the art.

En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula progenitora. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula progenitora condrogenica. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula progenitora adipogenica. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula progenitora del estroma de la medula. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula progenitora miogenica. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula progenitora osteogenica. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula progenitora de tendon. En otra realizacion, el tipo celular de interes es cualquier otro tipo de celula progenitora conocida en la tecnica.In another embodiment, the cell type of interest is a progenitor cell. In another embodiment, the cell type of interest is a chondrogenic progenitor cell. In another embodiment, the cell type of interest is an adipogenic progenitor cell. In another embodiment, the cell type of interest is a marrow stromal progenitor cell. In another embodiment, the cell type of interest is a myogenic progenitor cell. In another embodiment, the cell type of interest is an osteogenic progenitor cell. In another embodiment, the cell type of interest is a tendon progenitor cell. In another embodiment, the cell type of interest is any other type of progenitor cell known in the art.

En otra realizacion, el tipo celular de interes es un tipo celular descendiente. En otra realizacion, el tipo celular de interes es un condrocito. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula del estroma. En otra realizacion, el tipo celular de interes es una celula del miotubo. En otra realizacion, el tipo celular de interes es un osteocito. En otra realizacion, el tipo celular de interes es un tenocito. En otra realizacion, el tipo celular de interes es cualquier otro tipo celular descendiente conocido en la tecnica.In another embodiment, the cell type of interest is a descending cell type. In another embodiment, the cell type of interest is a chondrocyte. In another embodiment, the cell type of interest is a stroma cell. In another embodiment, the cell type of interest is a myotube cell. In another embodiment, the cell type of interest is an osteocyte. In another embodiment, the cell type of interest is a tenocyte. In another embodiment, the cell type of interest is any other descendant cell type known in the art.

El metodo de la presente invencion comprende la etapa de incubar las celulas madre mesenquimales en un medio de induccion. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas madre. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de osteoblastos. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas madre hematopoyeticas. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de adipocitos. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas progenitoras endoteliales. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas madre neurales. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas progenitoras residentes en tejido adulto. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas progenitoras pancreaticas residentes en tejido adulto. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio deThe method of the present invention comprises the step of incubating the mesenchymal stem cells in an induction medium. In another embodiment, the induction medium is a means of induction of stem cells. In another embodiment, the induction medium is an osteoblast induction medium. In another embodiment, the induction medium is a means of inducing hematopoietic stem cells. In another embodiment, the induction medium is an adipocyte induction medium. In another embodiment, the induction medium is a means of induction of endothelial progenitor cells. In another embodiment, the induction medium is a means of inducing neural stem cells. In another embodiment, the induction medium is a means of inducing progenitor cells resident in adult tissue. In another embodiment, the induction medium is a means of inducing pancreatic progenitor cells resident in adult tissue. In another embodiment, the induction medium is a means of

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induccion de las celulas progenitoras beta nativas regenerativas. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas madre gastrointestinales. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas madre epiteliales hepatopancreaticas. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas madre epidermicas. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas madre epiteliales intestinales. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas madre retinianas. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas madre epiteliales neuronales. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas madre musculares. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas madre endoteliales. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas madre de sangre periferica. En otra realizacion, el medio de induccion es cualquier otro tipo de medio de induccion conocido en la tecnica.Induction of regenerative native beta progenitor cells. In another embodiment, the induction medium is a means of induction of gastrointestinal stem cells. In another embodiment, the induction medium is a means of induction of hepatopancreatic epithelial stem cells. In another embodiment, the induction medium is an induction medium for epidermal stem cells. In another embodiment, the induction medium is a means of induction of intestinal epithelial stem cells. In another embodiment, the induction medium is a retinal stem cell induction medium. In another embodiment, the induction medium is a means of induction of neuronal epithelial stem cells. In another embodiment, the induction medium is a means of induction of muscle stem cells. In another embodiment, the induction medium is a means of induction of endothelial stem cells. In another embodiment, the induction medium is a means of induction of peripheral blood stem cells. In another embodiment, the induction medium is any other type of induction medium known in the art.

En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas progenitoras. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas progenitoras condrogenicas. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas progenitoras adipogenicas. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas progenitoras del estroma de la medula. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas progenitoras miogenicas. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas progenitoras osteogenicas. En otra realizacion, el medio de induccion es un medio de induccion de celulas progenitoras de tendon. En otra realizacion, el medio de induccion es cualquier otro tipo de celula progenitora conocida en la tecnica.In another embodiment, the induction medium is a means of inducing progenitor cells. In another embodiment, the induction medium is a means of inducing chondrogenic progenitor cells. In another embodiment, the induction medium is a means of inducing adipogenic progenitor cells. In another embodiment, the induction medium is a means of induction of the marrow stromal progenitor cells. In another embodiment, the induction medium is an induction medium for myogenic progenitor cells. In another embodiment, the induction medium is an induction medium for osteogenic progenitor cells. In another embodiment, the induction medium is a means of induction of tendon progenitor cells. In another embodiment, the induction medium is any other type of progenitor cell known in the art.

En otra realizacion, el medio de induccion es cualquier otro tipo de medio de induccion conocido en la tecnica. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, the induction medium is any other type of induction medium known in the art. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

La etapa de cultivo de los metodos de la presente invencion se realiza, en otra realizacion, durante al menos 5 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante al menos 4 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante al menos 6 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante al menos 7 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante al menos 8 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante al menos 10 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante al menos 12 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante al menos 15 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante al menos 20 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante al menos 25 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante al menos 30 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante al menos 35 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante al menos 40 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante al menos 50 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante al menos 60 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante mas de 4 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante mas de 6 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante mas de 7 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante mas de 8 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante mas de 10 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante mas de 12 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante mas de 15 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante mas de 20 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante mas de 25 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante mas de 30 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante mas de 35 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante mas de 40 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante mas de 50 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante mas de 60 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante 4 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante 6 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante 7 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante 8 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante 10 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante 12 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante 15 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante 20 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante 25 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante 30 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante 35 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante 40 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante 50 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante 60 dfas. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza durante mas de 60 dfas. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.The culture step of the methods of the present invention is carried out, in another embodiment, for at least 5 days. In another embodiment, the culture stage is performed for at least 4 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for at least 6 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for at least 7 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for at least 8 days. In another embodiment, the culture stage is performed for at least 10 days. In another embodiment, the culture stage is performed for at least 12 days. In another embodiment, the culture stage is performed for at least 15 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for at least 20 days. In another embodiment, the culture stage is performed for at least 25 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for at least 30 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for at least 35 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for at least 40 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for at least 50 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for at least 60 days. In another embodiment, the cultivation stage is carried out for more than 4 days. In another embodiment, the cultivation stage is carried out for more than 6 days. In another embodiment, the cultivation stage is carried out for more than 7 days. In another embodiment, the cultivation stage is carried out for more than 8 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for more than 10 days. In another embodiment, the cultivation stage is carried out for more than 12 days. In another embodiment, the cultivation stage is carried out for more than 15 days. In another embodiment, the cultivation stage is carried out for more than 20 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for more than 25 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for more than 30 days. In another embodiment, the cultivation stage is carried out for more than 35 days. In another embodiment, the cultivation stage is carried out for more than 40 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for more than 50 days. In another embodiment, the cultivation stage is carried out for more than 60 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for 4 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for 6 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for 7 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for 8 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for 10 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for 12 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for 15 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for 20 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for 25 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for 30 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for 35 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for 40 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for 50 days. In another embodiment, the cultivation stage is performed for 60 days. In another embodiment, the cultivation stage is carried out for more than 60 days. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, la etapa de mantenimiento de la poblacion de celulas madre mesenquimales en un gel o una matriz de gel de los metodos de la presente invencion esta precedida de una etapa de cultivo de las celulas madre mesenquimales en un aparato de cultivo tisular. En otra realizacion, el aparato de cultivo tisular es un disco. En otra realizacion, el aparato de cultivo tisular es una placa. En otra realizacion, el aparato de cultivo tisular es un matraz. En otra realizacion, el aparato de cultivo tisular es un frasco. En otra realizacion, el aparato de cultivo tisular es un tubo. En otra realizacion, el aparato de cultivo tisular es cualquier otro tipo de aparato de cultivo tisular conocido en la tecnica. En otra realizacion, la etapa de cultivo esta precedida de una etapa de cultivo de las celulas madre mesenquimales en medio de cultivo tisular; por ejemplo, no en presencia de un gel o una matriz de gel de los metodos de la presente invencion. En otra realizacion, la etapa de cultivo de las celulas en un aparato de cultivo tisular o en medio de cultivo tisular se realiza despues del aislamiento de la poblacion de celulas madre mesenquimales de una muestra biologica. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza despues de purificacion de la poblacion de celulas madre mesenquimales de una muestra biologica. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza despues de enriquecimiento de la poblacion de celulas madre mesenquimales en una muestra biologica.In another embodiment, the stage of maintaining the population of mesenchymal stem cells in a gel or a gel matrix of the methods of the present invention is preceded by a stage of culturing the mesenchymal stem cells in a tissue culture apparatus. In another embodiment, the tissue culture apparatus is a disk. In another embodiment, the tissue culture apparatus is a plate. In another embodiment, the tissue culture apparatus is a flask. In another embodiment, the tissue culture apparatus is a jar. In another embodiment, the tissue culture apparatus is a tube. In another embodiment, the tissue culture apparatus is any other type of tissue culture apparatus known in the art. In another embodiment, the culture stage is preceded by a culture stage of the mesenchymal stem cells in tissue culture medium; for example, not in the presence of a gel or a gel matrix of the methods of the present invention. In another embodiment, the stage of cell culture in a tissue culture apparatus or in tissue culture medium is performed after isolation of the mesenchymal stem cell population from a biological sample. In another embodiment, the culture stage is performed after purification of the population of mesenchymal stem cells from a biological sample. In another embodiment, the culture stage is performed after enrichment of the population of mesenchymal stem cells in a biological sample.

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Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, la etapa de cultivo de la poblacion de celulas madre mesenquimales en un gel o en una matriz de gel de los metodos de la presente invencion se realiza directamente despues del aislamiento de la poblacion de celulas madre mesenquimales de una muestra biologica. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza directamente despues de la purificacion de la poblacion de celulas madre mesenquimales de una muestra biologica. En otra realizacion, la etapa de cultivo se realiza directamente despues del enriquecimiento de la poblacion de celulas madre mesenquimales en una muestra biologica. “Directamente” se refiere, en otra realizacion, a una etapa de cultivo en ausencia de cultivo primero en un aparato de cultivo tisular. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, the culture step of the mesenchymal stem cell population in a gel or in a gel matrix of the methods of the present invention is performed directly after isolation of the mesenchymal stem cell population from a biological sample. In another embodiment, the culture stage is performed directly after the purification of the mesenchymal stem cell population from a biological sample. In another embodiment, the culture stage is performed directly after enrichment of the population of mesenchymal stem cells in a biological sample. "Directly" refers, in another embodiment, to a culture stage in the absence of first culture in a tissue culture apparatus. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

La poblacion de celulas progenitoras de los metodos de la presente invencion es, en otra realizacion, una poblacion de celulas madre hematopoyeticas. En otra realizacion, la poblacion de celulas progenitoras es una poblacion precursora de celulas endoteliales. En otra realizacion, la poblacion de celulas progenitoras es una poblacion de celulas satelite (por ejemplo, precursores de celulas musculares). En otra realizacion, la poblacion de celulas progenitoras es una poblacion de progenitores neurales amplificadores de transito de la corriente migratoria rostral. En otra realizacion, la poblacion de celulas progenitoras es una poblacion de celulas del estroma de la medula osea. En otra realizacion, la poblacion de celulas progenitoras es cualquier otra poblacion de celulas progenitoras conocida en la tecnica. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.The population of progenitor cells of the methods of the present invention is, in another embodiment, a population of hematopoietic stem cells. In another embodiment, the population of progenitor cells is a precursor population of endothelial cells. In another embodiment, the population of progenitor cells is a population of satellite cells (for example, precursors of muscle cells). In another embodiment, the population of progenitor cells is a population of transit-amplifying neural progenitors of the rostral migratory stream. In another embodiment, the population of progenitor cells is a population of stromal cells in the bone marrow. In another embodiment, the population of progenitor cells is any other population of progenitor cells known in the art. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

"Poblacion de celulas progenitoras" se refiere, en otra realizacion, a una poblacion que comprende celulas progenitoras. En otra realizacion, la poblacion se enriquece con respecto a celulas progenitoras. En otra realizacion, la poblacion es una poblacion celular progenitora parcialmente purificada. En otra realizacion, las celulas progenitoras se afslan de una fuente biologica, seguida de una etapa de purificacion o enriquecimiento. En otra realizacion, el aislamiento de la fuente biologica se sigue de cultivo. En otra realizacion, el aislamiento de la fuente biologica se sigue de cultivo y una etapa de purificacion o enriquecimiento. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion."Population of progenitor cells" refers, in another embodiment, to a population comprising progenitor cells. In another embodiment, the population is enriched with respect to progenitor cells. In another embodiment, the population is a partially purified progenitor cell population. In another embodiment, the progenitor cells are isolated from a biological source, followed by a stage of purification or enrichment. In another embodiment, the isolation of the biological source is followed by cultivation. In another embodiment, the isolation of the biological source is followed by culture and a stage of purification or enrichment. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

Tambien se describe en el presente documento un metodo para diferenciar una celula transformada en un tipo celular diferenciado, que comprende la etapa de cultivar la celula transformada en un gel o una matriz de gel de los metodos de la presente invencion, diferenciando de este modo una celula transformada en un tipo celular diferenciado. En otra realizacion, el tipo celular diferenciado es una celula progenitora. En otra realizacion, el tipo celular diferenciado es un tipo celular descendiente. En otra realizacion, el tipo celular diferenciado es un tipo celular tisular. En otra realizacion, el tipo celular diferenciado es uno de los tipos celulares anteriores. En otra realizacion, el tipo celular diferenciado es cualquier otro tipo de tipo celular diferenciado conocido en la tecnica. Cada posibilidad representa una realizacion distinta.Also described herein is a method for differentiating a transformed cell into a differentiated cell type, comprising the step of culturing the transformed cell in a gel or a gel matrix of the methods of the present invention, thus differentiating a cell transformed into a differentiated cell type. In another embodiment, the differentiated cell type is a progenitor cell. In another embodiment, the differentiated cell type is a descending cell type. In another embodiment, the differentiated cell type is a tissue cell type. In another embodiment, the differentiated cell type is one of the above cell types. In another embodiment, the differentiated cell type is any other type of differentiated cell type known in the art. Each possibility represents a different embodiment.

En otra realizacion, una celula o poblacion celular preparada por un metodo de la presente invencion se usa para reemplazar tejidos danados en un sujeto. En otra realizacion, una celula o poblacion celular preparada por un metodo de la presente invencion se usa como vehfculo para agentes antineoplasicos (Kassem M, Ann N Y Acad Sci. Mayo 2006; 1067: 436-42). Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, a cell or cell population prepared by a method of the present invention is used to replace damaged tissues in a subject. In another embodiment, a cell or cell population prepared by a method of the present invention is used as a vehicle for antineoplastic agents (Kassem M, Ann N and Acad Sci. May 2006; 1067: 436-42). Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En la tecnica se conocen bien metodos para determinar la capacidad proliferativa y fuerza de diferenciacion de celulas madre mesenquimales, y se describen, por ejemplo, en Baxter Ma et al (Study of telomere length reveals rapid aging of human marrow stromal cells following in vitro expansion. Stem Cells. 2004; 22(5): 675-82), Liu L et al (Telomerase deficiency impairs differentiation of mesenchymal stem cells. Exp Cell Res. 10 mar 2004; 294 (1): 1 -8), y Bonab MM et al (Aging of mesenchymal stem cell in vitro. BMC Cell Biol. 10 mar 2006; 7: 14). Cada posibilidad representa otra realizacion de la presente invencion.Methods for determining the proliferative capacity and differentiation force of mesenchymal stem cells are well known in the art, and are described, for example, in Baxter Ma et al (Study of telomere length reveals rapid aging of human marrow stromal cells following in vitro expansion Stem Cells. 2004; 22 (5): 675-82), Liu L et al. (Telomerase deficiency impairs differentiation of mesenchymal stem cells. Exp Cell Res. 10 Mar 2004; 294 (1): 1-8), and Bonab MM et al (Aging of mesenchymal stem cell in vitro. BMC Cell Biol. 10 Mar 2006; 7: 14). Each possibility represents another embodiment of the present invention.

En otra realizacion, una ventaja de los metodos de la presente invencion es la falta de inmortalizacion de celulas madre mesenquimales. En otra realizacion, una ventaja es la falta de evolucion de celulas cancerosas de una poblacion de celulas madre mesenquimales. En otra realizacion una ventaja es la conservacion de la capacidad de las celulas diana para diferenciarse en multiples tipos celulares. En otra realizacion, una ventaja es la conservacion de la capacidad proliferativa de las celulas. En otra realizacion, una ventaja es la conservacion de la capacidad de las celulas para apoyar el crecimiento de celulas hematopoyeticas. En otra realizacion, una ventaja es la capacidad de las celulas diana para diferenciarse sin un requisito de inhibicion de contacto. En otra realizacion, la diferenciacion es una consecuencia de la inhibicion de proliferacion. Cada posibilidad representa otra realizacion de la presente invencion.In another embodiment, an advantage of the methods of the present invention is the lack of immortalization of mesenchymal stem cells. In another embodiment, an advantage is the lack of evolution of cancer cells from a population of mesenchymal stem cells. In another embodiment an advantage is the preservation of the ability of the target cells to differentiate into multiple cell types. In another embodiment, an advantage is the preservation of the proliferative capacity of the cells. In another embodiment, one advantage is the preservation of the ability of the cells to support the growth of hematopoietic cells. In another embodiment, an advantage is the ability of the target cells to differentiate without a requirement of contact inhibition. In another embodiment, differentiation is a consequence of proliferation inhibition. Each possibility represents another embodiment of the present invention.

En el presente documento tambien se describen metodos para inducir la proliferacion de una celula madre somatica quiescente. Se ha descubierto que la puesta en contacto de una celula madre con un material que es menos elastico que la elasticidad del microambiente in vivo de origen natural del mismo tipo de celula madre es eficaz para inducir la proliferacion de la celula madre. Las realizaciones de la divulgacion incluyen por lo tanto poner en contacto la celula madre somatica con un material que comprende compuestos que se unen con integrinas en la superficie de la membrana celular y que tienen elasticidad aparente para la celula madre menor que la elasticidad del material predominante en el microambiente biologico de una celula madre somatica in vivo del mismo tipo que la celulaThis document also describes methods to induce the proliferation of a quiescent somatic stem cell. It has been found that contacting a stem cell with a material that is less elastic than the elasticity of the naturally occurring in vivo microenvironment of the same type of stem cell is effective in inducing the proliferation of the stem cell. Embodiments of the disclosure therefore include contacting the somatic stem cell with a material comprising compounds that bind with integrins on the surface of the cell membrane and that have apparent elasticity for the stem cell less than the elasticity of the predominant material in the biological microenvironment of an in vivo somatic stem cell of the same type as the cell

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madre somatica. Por ejemplo, la proliferacion de celulas madre quiescentes puede inducirse colocandolas en un portaobjetos de vidrio que tiene una rigidez de mas de 1 gigaPascal (una fraccion pequena de la elasticidad de la mayona de los tipos de tejido humanos o animales) y que se recubre con un material que entra en contacto con las integrinas en la celula. En otras realizaciones, puede inducirse la proliferacion de una celula madre poniendo en contacto la celula con un material aparente para la celula que tiene una elasticidad de menos de 0,1 de la elasticidad del microambiente in vivo natural de la celula madre. En otras realizaciones, puede inducirse la proliferacion poniendo en contacto la celula madre con un material que tiene una elasticidad aparente para la celula madre de menos de aproximadamente 0,5 veces (por ejemplo, de aproximadamente 0,4 a aproximadamente 0,5 veces) la elasticidad del microambiente in vivo natural de la celula madre.somatic mother For example, the proliferation of quiescent stem cells can be induced by placing them on a glass slide that has a stiffness of more than 1 gigaPascal (a small fraction of the elasticity of the mayonnaise of human or animal tissue types) and that is coated with a material that comes into contact with the integrins in the cell. In other embodiments, the proliferation of a stem cell can be induced by contacting the cell with an apparent cell material having an elasticity of less than 0.1 of the elasticity of the natural in vivo microenvironment of the stem cell. In other embodiments, proliferation can be induced by contacting the stem cell with a material that has an apparent elasticity for the stem cell of less than about 0.5 times (eg, about 0.4 to about 0.5 times) the elasticity of the natural in vivo microenvironment of the stem cell.

En realizaciones, la celula tambien puede estar provista de material de crecimiento de nutrientes, por ejemplo, incluyendo factores de crecimiento y suero, para promover la proliferacion y mantener la actividad biologica de la celula madre y su descendencia ex vivo. Los expertos en la materia conocen la formulacion del material de crecimiento de nutrientes para tipos celulares particulares y no debena ser necesaria ninguna variacion de materiales de crecimiento de nutrientes conocidos para tipos particulares de celulas madre para la practica de este aspecto de la presente invencion.In embodiments, the cell may also be provided with nutrient growth material, for example, including growth and serum factors, to promote proliferation and maintain the biological activity of the stem cell and its offspring ex vivo. Those skilled in the art are aware of the formulation of the nutrient growth material for particular cell types and no variation of known nutrient growth materials for particular types of stem cells should be necessary for the practice of this aspect of the present invention.

Al igual que otros aspectos de la presente invencion y de la divulgacion, pueden llevarse a la practica realizaciones de este aspecto inductor de proliferacion con celulas madre, incluyendo CMM. Las CMM pueden recogerse de tejido vivo, como se describe en esta memoria descriptiva, o pueden obtenerse de otras fuentes tales como cultivos in vitro y celulas madre congeladas de forma criogenica. Dichas celulas pueden estar en un estado quiescente de origen natural o en un estado quiescente inducido artificialmente y pueden incluir, por ejemplo, celulas en las que se ha inducido o mantenido la quiescencia usando los metodos de la presente invencion. En consecuencia, las celulas en las que puede inducirse la proliferacion de acuerdo con los metodos descritos en el presente documento pueden incluir celulas madre mesenquimales (CMM) derivadas de medula osea, celulas madre renales, celulas madre hepaticas, celulas madre derivadas de musculo esqueletico, celulas madre derivadas de hueso, CMM de pulpa dental, CMM derivadas de musculo cardiaco, CMM derivadas de lfquido sinovial, CMM de cordon umbilical y otros tipos de celulas que puede identificar un experto en la materia a la luz de la presente memoria descriptiva.Like other aspects of the present invention and the disclosure, embodiments of this proliferation inducing aspect with stem cells, including CMM, can be practiced. CMMs can be collected from living tissue, as described herein, or they can be obtained from other sources such as in vitro cultures and cryogenically frozen stem cells. Said cells may be in a quiescent state of natural origin or in an artificially induced quiescent state and may include, for example, cells in which quiescence has been induced or maintained using the methods of the present invention. Accordingly, the cells in which proliferation can be induced according to the methods described herein may include mesenchymal stem cells (CMM) derived from bone marrow, renal stem cells, liver stem cells, stem cells derived from skeletal muscle, bone-derived stem cells, CMM of dental pulp, CMM derived from cardiac muscle, CMM derived from synovial fluid, umbilical cord CMM and other types of cells that can be identified by one skilled in the art in light of the present specification.

La proliferacion de celulas madre de acuerdo con la divulgacion es reversible, permitiendo que se induzcan estados alternos de quiescencia y proliferacion en una celula. Por ejemplo, los metodos descritos en el presente documento pueden usarse para inducir y mantener la quiescencia en una celula madre, por ejemplo, poniendo en contacto la celula madre con un material que comprende compuestos que se unen con integrinas en la superficie celular y que tienen elasticidad aparente para la celula aproximadamente igual que la elasticidad del microambiente in vivo de la celula. Despues, puede inducirse la proliferacion en la celula poniendo en contacto la celula con un material que comprende compuestos que se unen con integrinas y que tienen elasticidad aparente para la celula sustancialmente menor que la elasticidad del microambiente in vivo de la celula. Despues, la quiescencia puede inducirse y mantenerse poniendo el contacto las celulas descendientes resultantes con un material que incluye compuestos de union a integrina y que tiene elasticidad aparente para las celulas aproximadamente igual que el microambiente in vivo de las celulas.The proliferation of stem cells according to the disclosure is reversible, allowing alternating states of quiescence and proliferation in a cell. For example, the methods described herein can be used to induce and maintain quiescence in a stem cell, for example, by contacting the stem cell with a material comprising compounds that bind with integrins on the cell surface and that have apparent elasticity for the cell approximately the same as the elasticity of the in vivo microenvironment of the cell. Then, proliferation in the cell can be induced by contacting the cell with a material comprising compounds that bind with integrins and have apparent elasticity for the cell substantially less than the elasticity of the in vivo microenvironment of the cell. Then, quiescence can be induced and maintained by contacting the resulting descending cells with a material that includes integrin binding compounds and having apparent elasticity for the cells approximately the same as the in vivo microenvironment of the cells.

En otra realizacion, la proliferacion de celulas madre se induce en un estado quiescente de acuerdo con un metodo descrito en el presente documento. Despues, puede inducirse que estas celulas quiescentes proliferen, como se ha descrito anteriormente.In another embodiment, the proliferation of stem cells is induced in a quiescent state in accordance with a method described herein. Then, these quiescent cells can be induced to proliferate, as described above.

La presente invencion proporciona ademas metodos para inducir la diferenciacion de una celula madre somatica en la que la actividad biologica se esta manteniendo y se ha inducido la quiescencia o se esta manteniendo de acuerdo con los metodos de la presente invencion. Las realizaciones de este aspecto de la presente invencion incluyen la etapa de poner en contacto dichas celulas con un material de diferenciacion que comprende estfmulos qmmicos seleccionados para estimular la diferenciacion de las celulas frente a un tipo celular predeterminado y proporcionar a las celulas un material nutriente de celulas diferenciadas para mantener la actividad biologica de las celulas con diferenciacion estimulada. En algunas realizaciones, la etapa de puesta en contacto puede precederse de una etapa que comprende inducir (o permitir) la proliferacion, por ejemplo ex vivo, de la celula madre somatica poniendo en contacto la celula madre con un material que tiene una elasticidad menor que la elasticidad del microambiente natural de la celula diana de diferenciacion pretendida.The present invention also provides methods for inducing the differentiation of a somatic stem cell in which biological activity is being maintained and quiescence has been induced or is being maintained in accordance with the methods of the present invention. Embodiments of this aspect of the present invention include the step of contacting said cells with a differentiation material comprising selected chemical stimuli to stimulate cell differentiation against a predetermined cell type and provide the cells with a nutrient material of differentiated cells to maintain the biological activity of the cells with stimulated differentiation. In some embodiments, the contacting stage may be preceded by a stage comprising inducing (or allowing) the proliferation, for example ex vivo, of the somatic stem cell by contacting the stem cell with a material that has a lower elasticity than the elasticity of the natural microenvironment of the intended differentiation target cell.

Puede inducirse diferenciacion en celulas madre quiescentes o proliferativas mantenidas en actividad biologica de acuerdo con la presente invencion, usando metodos conocidos o evidentes para los expertos en la materia a la luz de la presente memoria descriptiva. Por ejemplo, si la celula madre es una celula madre mesenquimal derivada de medula osea humana, puede efectuarse diferenciacion de la celula en adipocitos poniendo en contacto la celula con un medio adipogenico (como se analiza en el Ejemplo 1) en un sustrato con una elasticidad de aproximadamente 250 Pa, como se describe en detalle en la presente memoria descriptiva. Usando informacion que puede obtenerse a partir de esta memoria descriptiva o como se describe en esta memoria descriptiva, con respecto a la reologfa de diversos tipos de tejidos, asf como el medio de diferenciacion a usar para inducir que las celulas madre se diferencien en diversos tipos de celulas, resultana evidente para los expertos en la materia que los metodos de la presente invencion pueden usarse para inducir que una celula madre mesenquimal derivada de medula oseaDifferentiation can be induced in quiescent or proliferative stem cells maintained in biological activity according to the present invention, using methods known or evident to those skilled in the art in light of the present specification. For example, if the stem cell is a mesenchymal stem cell derived from human bone marrow, differentiation of the cell into adipocytes can be made by contacting the cell with an adipogenic medium (as analyzed in Example 1) on a substrate with an elasticity of approximately 250 Pa, as described in detail herein. Using information that can be obtained from this specification or as described in this specification, regarding the rheology of various types of tissues, as well as the means of differentiation to be used to induce stem cells to differ in different types of cells, it is apparent to those skilled in the art that the methods of the present invention can be used to induce a mesenchymal stem cell derived from bone marrow

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humana se diferencie en uno o mas de al menos los siguientes tipos de celulas: osteoblastos, condrocitos, miocitos, adipocitos, celulas de los islotes beta pancreaticos y celulas neuronales. Mas generalmente, usando informacion sobre reologfa de diversos tipos de tejidos y medios de diferenciacion usados para inducir diferenciacion de diversos tipos de celulas madre en diversos tipos de celulas, resultana facilmente evidente para los expertos en la materia inducir diferenciacion, en cualquiera de los tipos de celulas madre identificados en la presente memoria descriptiva, en uno o mas de un osteoblasto, un condrocito, un miocito, un adipocito, una celula de los islotes beta pancreaticos, una celula neuronal u otro tipo de celula.human is differentiated in one or more of at least the following types of cells: osteoblasts, chondrocytes, myocytes, adipocytes, pancreatic beta islet cells and neuronal cells. More generally, using information on rheology of various types of tissues and differentiation means used to induce differentiation of various types of stem cells in different types of cells, it will be readily apparent to those skilled in the art to induce differentiation in any of the types Stem cells identified herein, in one or more of an osteoblast, a chondrocyte, a myocyte, an adipocyte, a pancreatic beta islet cell, a neuronal cell or other type of cell.

En realizaciones de este aspecto de la invencion, las celulas diferenciadas se ponen en contacto con un medio que incluye nutrientes para mantener la actividad biologica de las celulas. Por ejemplo, si se usa un metodo de la presente invencion para inducir que una celula madre mesenquimal derivada de medula osea humana se diferencie en adipocitos, los adipocitos resultantes pueden ponerse en contacto con un medio nutriente para mantener su actividad biologica. El medio nutriente puede comprender DMEM (balo contenido en glucosa), suero bovino fetal e insulina. Otros medios nutrientes, y metodos para poner en contacto celulas diferenciadas con ellos, resultaran evidentes para los expertos en la materia a la luz de la presente memoria descriptiva.In embodiments of this aspect of the invention, differentiated cells are contacted with a medium that includes nutrients to maintain the biological activity of the cells. For example, if a method of the present invention is used to induce a mesenchymal stem cell derived from human bone marrow to differentiate into adipocytes, the resulting adipocytes can be contacted with a nutrient medium to maintain their biological activity. The nutrient medium may comprise DMEM (glucose content balloon), fetal bovine serum and insulin. Other nutrient media, and methods for contacting differentiated cells with them, will be apparent to those skilled in the art in light of this specification.

En el presente documento tambien se describe un sistema artificial para inducir o mantener la quiescencia y la integridad biologica sostenible de una celula madre somatica. En realizaciones, el sistema incluye una sustancia de ligando de material extracelular (MEC) para poner en contacto una celula madre, un material sustrato unido a la sustancia de ligando de MEC y un medio para proporcionar nutrientes a la celula madre y mantener su actividad biologica. Cuando la sustancia de ligando de MeC se une al material de sustrato, tiene elasticidad similar a la elasticidad del material predominante in vivo en el microambiente biologico de una celula madre in vivo del mismo tipo. Las realizaciones del sistema pueden adaptarse para inducir quiescencia en cualquiera de los tipos celulares en los que puede inducirse quiescencia de acuerdo con los metodos de la invencion descritos en la presente memoria descriptiva. Por ejemplo, pueden adaptarse realizaciones del sistema para inducir quiescencia en una celula madre somatica o una celula madre embrionaria, una celula madre humana o una celula madre animal, una celula madre mesenquimal (CMM) somatica, una CMM derivada de medula osea, una celula madre renal, una celula madre derivada hepatica, una CMM derivada de musculo esqueletico, una CMM derivada de hueso, una CMM de pulpa dental, una CMM derivada de musculo cardiaco, una CMM derivada de lfquido sinovial o una CMM de cordon umbilical.This document also describes an artificial system to induce or maintain the quiescence and sustainable biological integrity of a somatic stem cell. In embodiments, the system includes an extracellular material ligand substance (MEC) for contacting a stem cell, a substrate material attached to the MEC ligand substance and a means for providing nutrients to the stem cell and maintaining its biological activity. . When the MeC ligand substance binds to the substrate material, it has elasticity similar to the elasticity of the predominant material in vivo in the biological microenvironment of an in vivo stem cell of the same type. Embodiments of the system can be adapted to induce quiescence in any of the cell types in which quiescence can be induced according to the methods of the invention described herein. For example, embodiments of the system can be adapted to induce quiescence in a somatic stem cell or an embryonic stem cell, a human stem cell or an animal stem cell, a somatic mesenchymal stem cell (CMM), a bone marrow derived CMM, a cell renal mother, a liver-derived stem cell, a CMM derived from skeletal muscle, a CMM derived from bone, a CMM from dental pulp, a CMM derived from cardiac muscle, a CMM derived from synovial fluid or a CMM from umbilical cord.

En realizaciones, cuando la sustancia de ligando de MEC se une con el sustrato y entra en contacto con una celula madre, el material MEC se une con integrinas en la superficie de la celula madre de manera que induce la entrada en quiescencia de la celula madre, como se describe en detalle en la presente memoria descriptiva.In embodiments, when the MEC ligand substance binds with the substrate and comes into contact with a stem cell, the MEC material binds with integrins on the surface of the stem cell so as to induce quiescence of the stem cell. , as described in detail herein.

En realizaciones de dicho sistema, puede haber un material de union que una el material de ligando de MEC con el material sustrato. Por ejemplo, cuando el material sustrato comprende un gel de poliacrilamida y el MEC comprende una mezcla de colageno - fibronectina, el material de union puede ser NHS, incluyendo espedficamente N- hidroxisuccinimida ester de acido acnlico. Dependiendo de la naturaleza del material sustrato y del material extracelular, los expertos en la materia pueden determinar facilmente materiales de union, que tambien pueden caracterizarse como agentes de reticulacion, para usar para unir el material sustrato y el MEC en diversas realizaciones de sistemas de la presente divulgacion.In embodiments of said system, there may be a bonding material that links the MEC ligand material with the substrate material. For example, when the substrate material comprises a polyacrylamide gel and the MEC comprises a collagen-fibronectin mixture, the binding material can be NHS, specifically including N-hydroxysuccinimide acrylic acid ester. Depending on the nature of the substrate material and the extracellular material, those skilled in the art can easily determine bonding materials, which can also be characterized as crosslinking agents, to be used to bond the substrate material and the MEC in various embodiments of systems of the Present disclosure.

En realizaciones, cuando la capa de ligando de MEC se acopla al sustrato, la capa de ligando de MEC tiene elasticidad aparente para la celula madre sustancialmente similar a la elasticidad del material predominante en el microambiente biologico de una celula madre in vivo del mismo tipo que la celula madre que entra en contacto con la capa de ligando de MEC. Esta elasticidad aparente de la capa de ligando de MEC puede ser independiente de, casi independiente de, o dependiente de la elasticidad del sustrato. En realizaciones, la elasticidad del sustrato es sustancialmente similar a la elasticidad del material predominante en el microambiente biologico de una celula madre in vivo del mismo tipo que la celula madre que entra en contacto con la capa de ligando de MEC, y la capa de ligando de MEC presenta a la celula madre sustancialmente la misma elasticidad que la elasticidad del sustrato con el que se acopla.In embodiments, when the MEC ligand layer is coupled to the substrate, the MEC ligand layer has apparent elasticity for the stem cell substantially similar to the elasticity of the predominant material in the biological microenvironment of an in vivo stem cell of the same type as the stem cell that comes into contact with the ligand layer of MEC. This apparent elasticity of the MEC ligand layer may be independent of, almost independent of, or dependent on the elasticity of the substrate. In embodiments, the elasticity of the substrate is substantially similar to the elasticity of the predominant material in the biological microenvironment of an in vivo mother cell of the same type as the mother cell that comes into contact with the MEC ligand layer, and the ligand layer MEC presents the stem cell with substantially the same elasticity as the elasticity of the substrate with which it is coupled.

El sistema artificial descrito en el presente documento puede implementarse usando una diversidad de estructuras. En realizaciones, el material del sustrato forma una matriz, y el MEC se dispersa en la matriz. En realizaciones, un material de union tambien puede dispersarse en la matriz del sustrato para unir el material de la matriz del sustrato con el MEC. Por ejemplo, de acuerdo con una realizacion, una mezcla 5:1 de colageno derivado de colas de rata (0,5 mg/ml) y fibronectina derivada de seres humanos (0,1 mg/ml), y un reticulador de N-hidroxisuccinimida ester de acido acnlico (NHS), se dispersan en un gel de poliacrilamida. El gel se formula de modo que la elasticidad de la estructura sea de aproximadamente 250 Pa. Cuando se ponen en contacto CMM derivadas de medula osea con la estructura de poliacrilamida-NHS-fibronectina-colageno, se induce a que entren en quiescencia. Cuando las CMM que entran en contacto con la estructura tambien estan provistas de material nutriente adecuado, su actividad biologica se mantiene en un estado quiescente.The artificial system described herein can be implemented using a variety of structures. In embodiments, the substrate material forms a matrix, and the MEC is dispersed in the matrix. In embodiments, a bonding material can also be dispersed in the substrate matrix to join the substrate matrix material with the MEC. For example, according to one embodiment, a 5: 1 mixture of collagen derived from rat tails (0.5 mg / ml) and fibronectin derived from humans (0.1 mg / ml), and an N- crosslinker Acrylic acid ester hydroxysuccinimide (NHS), are dispersed in a polyacrylamide gel. The gel is formulated so that the elasticity of the structure is approximately 250 Pa. When CMM derived from bone marrow are contacted with the polyacrylamide-NHS-fibronectin-collagen structure, it is induced to enter quiescence. When CMMs that come into contact with the structure are also provided with adequate nutrient material, their biological activity is maintained in a quiescent state.

En realizaciones, el material sustrato forma una capa, y el MEC forma una capa unida, directa o indirectamente, con la capa de sustrato. En otras realizaciones, el material de union forma una capa de union que une la capa de ligandoIn embodiments, the substrate material forms a layer, and the MEC forms a layer, directly or indirectly, bonded with the substrate layer. In other embodiments, the bonding material forms a bonding layer that joins the ligand layer

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de MEC con la capa de sustrato. La capa de union puede actuar para presentar la elasticidad del sustrato a la capa de ligando de MEC de manera que permita que la capa de ligando de MEC presente esa elasticidad a la celula madre en la que se va a inducir quiescencia. En una realizacion, la capa de union incluye composiciones de reticulacion apropiadas y otros materiales que cumplen estas funciones. Por ejemplo, la capa de acoplamiento puede comprender NHS o, en realizaciones espedficas, N- hidroxisuccinimida ester de acido acnlico.of MEC with the substrate layer. The bonding layer can act to present the elasticity of the substrate to the MEC ligand layer so as to allow the MEC ligand layer to present that elasticity to the stem cell in which quiescence is to be induced. In one embodiment, the bonding layer includes appropriate crosslinking compositions and other materials that fulfill these functions. For example, the coupling layer may comprise NHS or, in specific embodiments, acrylic acid N-hydroxysuccinimide ester.

En realizaciones, el material sustrato es un gel de poliacrilamida. Como se conoce en la tecnica, la elasticidad de los geles de poliacrilamida puede ajustarse cambiando las concentraciones de acrilamida y bisacrilamida en el gel. Resultana evidente para los expertos en la materia, a la luz de la presente memoria descriptiva, como preparar geles de poliacrilamida u otros geles o materiales sustrato para su uso en los sistemas de la presente invencion.In embodiments, the substrate material is a polyacrylamide gel. As is known in the art, the elasticity of polyacrylamide gels can be adjusted by changing the acrylamide and bisacrylamide concentrations in the gel. It will be apparent to those skilled in the art, in the light of the present specification, how to prepare polyacrylamide gels or other gels or substrate materials for use in the systems of the present invention.

Como resulta evidente adicionalmente a la luz de la presente memoria descriptiva, las realizaciones pueden utilizar otras estructuras. Por ejemplo, puede crearse una estructura casi tridimensional sembrando celulas madre en una capa de MEC como se ha descrito anteriormente, dejando las celulas reposar sobre la capa de MEC sumergiendo el sistema con celulas en medio, y colocando en las celulas otra capa de MEC con elasticidad aparente apropiada, como se describe adicionalmente en el Ejemplo 1.As is apparent further in the light of the present specification, the embodiments may use other structures. For example, an almost three-dimensional structure can be created by sowing stem cells in an MEC layer as described above, leaving the cells to rest on the MEC layer by submerging the system with cells in the middle, and placing another layer of MEC in the cells with Apparent apparent elasticity, as further described in Example 1.

En otra realizacion, una ventaja de los metodos de la presente invencion es la resistencia de la matriz de gel o gel a degradacion proteolttica. En otra realizacion, una ventaja es la resistencia a la remodelacion activa por las celulas. En otra realizacion, una ventaja es la resistencia de la fibrina heterotermica (por ejemplo, salmon) a proteasas secretadas por neuronas de marnffero en comparacion con fibrina de mamffero (por ejemplo humana o bovina). En otra realizacion, una ventaja es la menor frecuencia de transferencia de enfermedad infecciosa de fibrina heterotermica (por ejemplo, salmon) en comparacion con fibrina de mairnfero (por ejemplo humana o bovina). Cada posibilidad representa otra realizacion de la presente invencion.In another embodiment, an advantage of the methods of the present invention is the resistance of the gel or gel matrix to proteolytic degradation. In another embodiment, an advantage is the resistance to active remodeling by the cells. In another embodiment, an advantage is the resistance of heterothermal fibrin (eg, salmon) to proteases secreted by marnffero neurons compared to mamffer fibrin (for example, human or bovine). In another embodiment, an advantage is the lower frequency of transfer of infectious disease of heterothermal fibrin (eg, salmon) compared to fibrin of mairnfero (for example human or bovine). Each possibility represents another embodiment of the present invention.

En otra realizacion, la celula diana de los metodos de la presente invencion es una CMM inmortalizada.In another embodiment, the target cell of the methods of the present invention is an immortalized CMM.

En el presente documento tambien se describe un metodo para inducir la detencion del crecimiento de una CMM inmortalizada, que comprende la etapa de cultivar la CMM inmortalizada en un gel o una matriz de gel de los metodos de la presente invencion, induciendo de este modo la detencion del crecimiento de una CMM inmortalizada. En otra realizacion, en el presente documento se proporciona un metodo para inhibir el crecimiento de una poblacion de CMM inmortalizada, que comprende la etapa de cultivar la CMM inmortalizada en un gel o una matriz de gel de los metodos de la presente invencion, inhibiendo de este modo el crecimiento de una poblacion de CMM inmortalizada. Cada posibilidad representa una realizacion distinta.This method also describes a method to induce the arrest of the growth of an immortalized CMM, which comprises the step of culturing the immortalized CMM in a gel or a gel matrix of the methods of the present invention, thereby inducing the growth arrest of an immortalized CMM. In another embodiment, a method is provided herein to inhibit the growth of an immortalized CMM population, which comprises the step of culturing immortalized CMM in a gel or a gel matrix of the methods of the present invention, inhibiting this way the growth of an immortalized CMM population. Each possibility represents a different embodiment.

En otra realizacion, la celula diana de los metodos de la presente invencion es una celula transformada. En otra realizacion, la celula transformada es una celula de melanoma. En otra realizacion, la celula transformada es cualquier otro tipo de celula transformada conocida en la tecnica. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, the target cell of the methods of the present invention is a transformed cell. In another embodiment, the transformed cell is a melanoma cell. In another embodiment, the transformed cell is any other type of transformed cell known in the art. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

Como se proporciona en el presente documento, las celulas M2 mostraron un tamano mas grande y poblaciones celulares mas grandes en sustratos mas ngidos. En otra realizacion, una poblacion celular aumentada es un resultado del crecimiento aumentado de las celulas en sustratos ngidos. En otra realizacion, una poblacion aumentada se debe a la muerte aumentada de celulas en sustratos blandos. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.As provided herein, M2 cells showed a larger size and larger cell populations in more nigged substrates. In another embodiment, an increased cell population is a result of increased cell growth in nigth substrates. In another embodiment, an increased population is due to the increased death of cells in soft substrates. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En el presente documento tambien se describe un metodo para inducir la detencion del crecimiento de una celula transformada, que comprende la etapa de cultivar la celula transformada en un gel o una matriz de gel de los metodos de la presente invencion, induciendo de este modo la detencion del crecimiento de una celula transformada. En otra realizacion, en el presente documento se proporciona un metodo para inhibir el crecimiento de una poblacion de celulas transformadas, que comprende la etapa de cultivar la celula transformada en un gel o una matriz de gel de los metodos de la presente invencion, inhibiendo de este modo el crecimiento de una poblacion de celulas transformadas. Cada posibilidad representa una realizacion distinta.This method also describes a method for inducing the arrest of the growth of a transformed cell, which comprises the step of culturing the transformed cell in a gel or a gel matrix of the methods of the present invention, thereby inducing the stopping the growth of a transformed cell. In another embodiment, a method is provided herein to inhibit the growth of a population of transformed cells, which comprises the step of culturing the transformed cell in a gel or a gel matrix of the methods of the present invention, inhibiting this way the growth of a population of transformed cells. Each possibility represents a different embodiment.

En otra realizacion, un sustrato blando de los metodos de la presente invencion da como resultado un aumento en la forma unida a GDP inactiva de una protema GTP en las celulas diana. En otra realizacion, la protema GTP es Rho. En otra realizacion, la protema GTP es Rac. En otra realizacion, la protema GTP es Cdc42. En otra realizacion, la protema GTP es cualquier otra protema GTP conocida en la tecnica. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, a soft substrate of the methods of the present invention results in an increase in the inactive GDP-bound form of a GTP protein in the target cells. In another embodiment, the GTP protein is Rho. In another embodiment, the GTP protein is Rac. In another embodiment, the GTP protein is Cdc42. In another embodiment, the GTP protein is any other GTP protein known in the art. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, el miembro de la familia Rho senaliza mediante la formacion de adhesiones focales. En otra realizacion, la activacion de Rho inhibe la expresion de p2lWAF1/c1p1. En otra realizacion, la inhibicion de p21 activa las quinasas dependientes de ciclina (CDK). En otra realizacion, la activacion de Rho induce la regulacion negativa y degradacion de p27K1p1, otro inhibidor de CDK. En otra realizacion, la activacion de Rho induce ROCK, dando como resultado la activacion de la ruta Ras-Raf-MEK-ERK. En otra realizacion, esta ruta induce la trascripcion de ciclina D1 mediada por Ras. En otra realizacion, esto induce la progresion de la fase G1. En conjunto, se mostro que laIn another embodiment, the Rho family member signaled by forming focal adhesions. In another embodiment, Rho activation inhibits the expression of p2lWAF1 / c1p1. In another embodiment, p21 inhibition activates cyclin dependent kinases (CDK). In another embodiment, Rho activation induces the negative regulation and degradation of p27K1p1, another CDK inhibitor. In another embodiment, Rho activation induces ROCK, resulting in the activation of the Ras-Raf-MEK-ERK route. In another embodiment, this route induces the transcription of cyclin D1 mediated by Ras. In another embodiment, this induces the progression of the G1 phase. Overall, it was shown that the

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activacion de Rho conduda a progresion de la fase G1. En otra realizacion, la activacion de Rac o de Cdc42 regula positivamente la ciclina E1 y ciclina D1, dando como resultado la progresion de la fase G1. En otra realizacion, la activacion de una protema de union a GTP pequena de la familia de Rho da como resultado la transduccion de senal para potenciar la progresion del ciclo celular. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.Rho activation led to progression of the G1 phase. In another embodiment, the activation of Rac or Cdc42 positively regulates cyclin E1 and cyclin D1, resulting in the progression of the G1 phase. In another embodiment, the activation of a small GTP binding protein of the Rho family results in signal transduction to enhance cell cycle progression. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, un sustrato blando de los metodos de la presente invencion reduce la contractilidad del sistema de actomiosina de la celula diana. En otra realizacion, esto induce que las celulas diana cesen la proliferacion. En otra realizacion, esto induce que las celulas diana se hagan competentes para estfmulos adicionales para reiniciar la proliferacion. En otra realizacion, esto induce que las celulas diana sean competentes para estimulos adicionales para comprometerse a diferenciacion terminal. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, a soft substrate of the methods of the present invention reduces the contractility of the actomyosin system of the target cell. In another embodiment, this induces the target cells to cease proliferation. In another embodiment, this induces the target cells to become competent for additional stimuli to restart proliferation. In another embodiment, this induces the target cells to be competent for additional stimuli to commit to terminal differentiation. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, un sustrato blando de los metodos de la presente invencion induce la activacion de actomiosina. En otra realizacion, el sustrato blando induce actomiosina regulada por Rho. En otra realizacion, el sustrato blando induce miosina II. En otra realizacion, el sustrato blando induce miosina II regulada por Rho. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, a soft substrate of the methods of the present invention induces actomyosin activation. In another embodiment, the soft substrate induces Rho-regulated actomyosin. In another embodiment, the soft substrate induces myosin II. In another embodiment, the soft substrate induces myosin II regulated by Rho. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, una composicion de los metodos de la presente invencion comprende ademas un activador de un miembro de la familia Rho. En otra realizacion, la composicion comprende ademas un inhibidor de un miembro de la familia de Rho. En otra realizacion, el miembro de la familia Rho es Rho. En otra realizacion, el miembro de la familia Rho es Rac. En otra realizacion, el miembro de la familia Rho es Cdc42. En otra realizacion, el miembro de la familia Rho es cualquier otro miembro de la familia Rho conocido en la tecnica. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion. En otra realizacion, la composicion comprende ademas un activador de actomiosina. En otra realizacion, la composicion comprende ademas un inhibidor de actomiosina. En otra realizacion, la composicion comprende ademas un activador de miosina II. En otra realizacion, la composicion comprende ademas un inhibidor de miosina II. Cada posibilidad representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, a composition of the methods of the present invention further comprises an activator of a member of the Rho family. In another embodiment, the composition further comprises an inhibitor of a member of the Rho family. In another embodiment, the Rho family member is Rho. In another embodiment, the Rho family member is Rac. In another embodiment, the Rho family member is Cdc42. In another embodiment, the member of the Rho family is any other member of the Rho family known in the art. Each possibility represents a different embodiment of the present invention. In another embodiment, the composition further comprises an actomyosin activator. In another embodiment, the composition further comprises an actomyosin inhibitor. In another embodiment, the composition further comprises a myosin II activator. In another embodiment, the composition further comprises a myosin II inhibitor. Each possibility represents a different embodiment of the present invention.

En la tecnica se conocen bien metodos para polimerizar geles de acrilamida. En otra realizacion, se anaden 1,5 pl de TEMED (FisherBiotech CAS n.° 110189) y 5 pl de persulfato de amonio 10 % con la cantidad apropiada de H2O para producir un volumen final de 1.000 pl, la solucion se transfiere con una pipeta a un cubreobjetos y sobre la solucion se coloca un cubreobjetos superior, despues, 10 minutos mas tarde, se desprende. Cada metodo representa una realizacion distinta de la presente invencion.Methods for polymerizing acrylamide gels are well known in the art. In another embodiment, 1.5 pl of TEMED (FisherBiotech CAS # 110189) and 5 pl of 10% ammonium persulfate are added with the appropriate amount of H2O to produce a final volume of 1,000 pl, the solution is transferred with a Pipette to a coverslip and on top of the solution a top coverslip is placed, then, 10 minutes later, it comes off. Each method represents a different embodiment of the present invention.

En otra realizacion, para reticular protemas de adhesion en el gel o la matriz de gel, se utiliza un reticulador heterobifuncional. En otra realizacion, el agente de reticulacion heterobifuncional es sulfo-SANPAH (sulfosuccinimidil6(4'-azido-2'-nitrofenil-amino)hexanoato, Pierce n.° 22589). En otra realizacion, el reticulador heterobifuncional es cualquier otro reticulador heterobifuncional conocido en la tecnica. En otra realizacion, el sulfo- SANPAH se usa de la siguiente manera. Se disuelve sulfo-SANPAH 1 mg/ml en H2O, y con una pipeta, se transfieren 200 pl de esta solucion a la superficie del gel. El gel de poliacrilamida se coloca despues debajo de una lampara de luz ultravioleta a una distancia de 15,24 cm y se irradia durante 10 min. Despues, se lava tres veces, utilizando, en cada lavado, 3 ml de HEPES 200 mM, pH 8,6. Despues de aspirarse la ultima solucion de HEPES, con una pipeta se transfieren 200 pl de una solucion de fibronectina de pez 0,14 mg/ml (Sea Run Holdings, South Freeport, ME) o de colageno de tipo I 0,14 mg/ml sobre el gel de poliacrilamida. La placa multipocillo que aloja los geles se incuba despues a 5°C durante 4 h. Cada metodo representa una realizacion distinta de la presente invencion.In another embodiment, a heterobifunctional crosslinker is used to crosslink adhesion proteins in the gel or gel matrix. In another embodiment, the heterobifunctional crosslinking agent is sulfo-SANPAH (sulfosuccinimidyl6 (4'-azido-2'-nitrophenyl-amino) hexanoate, Pierce No. 22589). In another embodiment, the heterobifunctional crosslinker is any other heterobifunctional crosslinker known in the art. In another embodiment, sulfo-SANPAH is used as follows. Sulfo-SANPAH 1 mg / ml is dissolved in H2O, and with a pipette, 200 µl of this solution is transferred to the gel surface. The polyacrylamide gel is then placed under an ultraviolet lamp at a distance of 15.24 cm and irradiated for 10 min. Then, it is washed three times, using, in each wash, 3 ml of 200 mM HEPES, pH 8.6. After the last HEPES solution is aspirated, 200 µl of a 0.14 mg / ml fish fibronectin solution (Sea Run Holdings, South Freeport, ME) or type I collagen 0.14 mg / is transferred with a pipette ml on the polyacrylamide gel. The multiwell plate that houses the gels is then incubated at 5 ° C for 4 h. Each method represents a different embodiment of the present invention.

Para ensamblar un sistema como se ha descrito anteriormente o para llevar a cabo de otro modo los metodos de la presente invencion, puede proporcionarse un kit de componentes. En una realizacion, dicho kit incluye como componentes distintos: (1) un sustrato, o materiales para preparar un sustrato; (2) opcionalmente, materiales para preparar y/o aplicar una capa de recubrimiento; y (3) materiales para preparar y/o aplicar material de ligando de MEC para formar una capa de ligando de MEC. El componente del sustrato puede, por ejemplo, comprender un gel de poliacrilamida de una elasticidad predeterminada, un gel de poliacrilamida con materiales para ajustar la elasticidad del gel a una elasticidad o a un intervalo de elasticidades predeterminados, o materiales para preparar un gel u otro sustrato adecuado con la elasticidad deseada. En realizaciones, el kit incluye un dispositivo para montar o sostener el gel para facilitar la aplicacion de la capa de ligando de MEC y opcionalmente una capa de acoplamiento para acoplar el sustrato a la capa de ligando de MEC. Como resulta evidente para los expertos en la materia a la luz de la presente memoria descriptiva, para facilitar el almacenamiento, el envfo y el ensamblaje de los kits, pueden combinarse diversos componentes de los kit descritos en el presente documento.To assemble a system as described above or to otherwise carry out the methods of the present invention, a kit of components may be provided. In one embodiment, said kit includes as distinct components: (1) a substrate, or materials for preparing a substrate; (2) optionally, materials for preparing and / or applying a coating layer; and (3) materials for preparing and / or applying MEC ligand material to form a MEC ligand layer. The substrate component may, for example, comprise a polyacrylamide gel of a predetermined elasticity, a polyacrylamide gel with materials to adjust the elasticity of the gel to a predetermined elasticity or range of elasticities, or materials to prepare a gel or other substrate suitable with the desired elasticity. In embodiments, the kit includes a device for mounting or holding the gel to facilitate application of the MEC ligand layer and optionally a coupling layer to couple the substrate to the MEC ligand layer. As is apparent to those skilled in the art in light of the present specification, to facilitate the storage, shipping and assembly of the kits, various components of the kits described herein can be combined.

Las realizaciones de dicho kit tambien pueden incluir materiales para preparar y/o aplicar la capa de ligando de MEC. Por ejemplo, el kit puede incluir material de ligando de MEC para la aplicacion directa al sustrato. En otras realizaciones, el kit puede incluir componentes individuales o ingredientes del material de la capa de ligando de MEC, con instrucciones para prepararlo y aplicarlo a los otros componentes del kit. Opcionalmente, el kit puede incluir materiales e instrucciones para ensamblar y aplicar una capa de acoplamiento para acoplar el sustrato a laEmbodiments of said kit may also include materials for preparing and / or applying the MEC ligand layer. For example, the kit may include MEC ligand material for direct application to the substrate. In other embodiments, the kit may include individual components or ingredients of the MEC ligand layer material, with instructions for preparing it and applying it to the other components of the kit. Optionally, the kit may include materials and instructions for assembling and applying a coupling layer to couple the substrate to the

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capa de ligando de MEC. En una realizacion espedfica, un kit de un sistema descrito en el presente documento para inducir quiescencia en una CMM derivada de medula osea humana incluye lo siguiente:MEC ligand layer. In a specific embodiment, a kit of a system described herein to induce quiescence in a CMM derived from human bone marrow includes the following:

(a) una placa de Petri de vidrio (u otro aparato para soportar el sustrato y contener el resto de los componentes);(a) a glass Petri dish (or other apparatus for supporting the substrate and containing the rest of the components);

(b) materiales para preparar un gel de poliacrilamida con una dureza de aproximadamente 250 Pa para actuar como el sustrato, incluyendo cantidades apropiadas de acrilamida y bisacrilamida;(b) materials for preparing a polyacrylamide gel with a hardness of approximately 250 Pa to act as the substrate, including appropriate amounts of acrylamide and bisacrylamide;

(c) reticulador de ester de N-hidroxisuccinimida de acido acnlico (NHS) para aplicar al gel para formar una capa de acoplamiento; y(c) Acrylic acid N-hydroxysuccinimide (NHS) ester crosslinker to apply to the gel to form a coupling layer; Y

(d) materiales para preparar una capa de ligando de MEC, incluyendo los materiales identificados en el Ejemplo 1, para preparar un material extracelular de fibronectina-colageno 1:5.(d) materials for preparing a ligand layer of MEC, including the materials identified in Example 1, to prepare a 1: 5 fibronectin-collagen extracellular material.

En una realizacion, un kit de la presente divulgacion comprende un gel de poliacrilamida formulado con una elasticidad para inducir quiescencia en celulas madre de un tipo espedfico; una solucion que incluye composiciones de reticulacion para aplicacion al gel; material extracelular formulado para unirse con integrinas en la superficie del tipo de celulas especificado; y, opcionalmente, material nutriente adecuado (que tambien puede preparar los usuarios) para inducir quiescencia en las celulas.In one embodiment, a kit of the present disclosure comprises a polyacrylamide gel formulated with an elasticity to induce quiescence in stem cells of a specific type; a solution that includes crosslinking compositions for application to the gel; extracellular material formulated to bind with integrins on the surface of the specified cell type; and, optionally, suitable nutrient material (which users can also prepare) to induce quiescence in the cells.

En algunas realizaciones del kit, el kit comprende una capa de material que proporciona tanto elasticidad como ligandos de MEC. En otra realizacion, el kit puede comprender las siguientes tres capas de materiales:In some embodiments of the kit, the kit comprises a layer of material that provides both elasticity and MEC ligands. In another embodiment, the kit may comprise the following three layers of materials:

a) un sustrato de gel que confiere elasticidad al sistema;a) a gel substrate that confers elasticity to the system;

b) ligandos de MEC; yb) MEC ligands; Y

c) reticuladores que conectan ligandos de MEC con el sustrato.c) crosslinkers that connect MEC ligands with the substrate.

En las realizaciones de kits de la presente divulgacion, los componentes del kit se colocan en un receptaculo, tal como una bolsa o envase de plastico que contiene solucion salina tamponada con fosfato (PBS). En algunas realizaciones, el receptaculo tambien puede contener conservantes tales como azida sodica. Los componentes pueden hidratarse en el kit, por ejemplo, durante el almacenamiento. En algunas realizaciones, el receptaculo se sella y/o se protege con armazones apropiados para evitar que se produzcan danos al sistema. El kit puede expedirse a baja temperatura, tal como a una temperatura de aproximadamente 2 °C a aproximadamente 8 °C.In kit embodiments of the present disclosure, the kit components are placed in a receptacle, such as a plastic bag or container containing phosphate buffered saline (PBS). In some embodiments, the receptacle may also contain preservatives such as sodium azide. The components can be hydrated in the kit, for example, during storage. In some embodiments, the receptacle is sealed and / or protected with appropriate frames to prevent damage to the system. The kit can be shipped at a low temperature, such as at a temperature of about 2 ° C to about 8 ° C.

En las realizaciones de kits de la presente divulgacion, los usuarios pueden abrir el receptaculo y colocar los componentes del kit en un material apropiado, tal como una placa de cultivo tisular. Los usuarios tambien pueden retirar cualquier material duro sobre los componentes para exponer los ligandos de MEC y lavar los componentes con un tampon tal como PBS. Los usuarios pueden despues sembrar celulas en el sistema poniendo una suspension celular que comprende celulas, medio y suero, segun sea necesario.In kit embodiments of the present disclosure, users can open the receptacle and place the kit components in an appropriate material, such as a tissue culture plate. Users can also remove any hard material on the components to expose the MEC ligands and wash the components with a buffer such as PBS. Users can then plant cells in the system by putting a cell suspension comprising cells, medium and serum, as necessary.

Los metodos de la presente invencion pueden llevarse a la practica in vivo asf como ex vivo. Dichos sistemas pueden incluir, por ejemplo, estructuras porosas para la insercion en tejidos espedficos o en el sistema circulatorio para mantener una celula madre en quiescencia en el organismo. Por ejemplo, pueden dispersarse celulas madre, MEC correspondientes y, opcionalmente, material de union, en una matriz polimerica que tiene elasticidad apropiada aparente para las celulas madre para inducir o mantener la quiescencia, y que tambien tiene suficiente porosidad para permitir que los nutrientes in vivo alcancen la celula y permitir que las protemas y otros factores expresados por la celula abandonen la matriz. Otras realizaciones pueden incluir casetes u otros dispositivos que inducen o mantienen la quiescencia de las celulas madre, y que pueden implantarse en un hospedador.The methods of the present invention can be practiced in vivo as well as ex vivo. Such systems may include, for example, porous structures for insertion in specific tissues or in the circulatory system to maintain a quiescent stem cell in the organism. For example, corresponding stem cells, MECs and, optionally, binding material, can be dispersed in a polymeric matrix that has apparent elasticity apparent for the stem cells to induce or maintain quiescence, and which also has sufficient porosity to allow nutrients to enter. alive reach the cell and allow the proteas and other factors expressed by the cell to leave the matrix. Other embodiments may include cassettes or other devices that induce or maintain quiescence of the stem cells, and that may be implanted in a host.

En el presente documento tambien se describe una celula madre quiescente mantenida en actividad biologica ex vivo. Los ejemplos de dicha celula madre incluyen una celula madre somatica o una celula madre embrionaria, una celula madre humana o una celula madre animal, una celula madre mesenquimal (CMM), CMM derivadas de medula osea, una celula madre renal, una celula madre derivada hepatica, una CMM derivada de musculo esqueletico, una CMM derivada de hueso, una CMM de pulpa dental, una CMM derivada de musculo cardiaco, una CMM derivada de lfquido sinovial o una CMM de cordon umbilical. En realizaciones, los metodos de la presente invencion se usan para inducir o mantener una celula madre en un estado quiescente, y para mantener la actividad biologica de dichas celulas madre quiescentes.This document also describes a quiescent stem cell maintained in biological activity ex vivo. Examples of such a stem cell include a somatic stem cell or an embryonic stem cell, a human stem cell or an animal stem cell, a mesenchymal stem cell (CMM), CMM derived from bone marrow, a renal stem cell, a derived stem cell Hepatica, a CMM derived from skeletal muscle, a CMM derived from bone, a CMM from dental pulp, a CMM derived from cardiac muscle, a CMM derived from synovial fluid or a CMM from umbilical cord. In embodiments, the methods of the present invention are used to induce or maintain a stem cell in a quiescent state, and to maintain the biological activity of said quiescent stem cells.

En consecuencia, en el presente documento tambien se describe un aparato para modular el crecimiento de una celula madre mesenquimal que comprende: una matriz de gel que tiene una rigidez en el intervalo de 150-750 Pa; y un medio de induccion de adipocitos, en el que dicho gel o dicha matriz de gel se recubre con un colageno de tipo I, con una fibronectina o con una combinacion de los mismos.Accordingly, an apparatus for modulating the growth of a mesenchymal stem cell is also described herein, comprising: a gel matrix having a stiffness in the range of 150-750 Pa; and an adipocyte induction medium, wherein said gel or said gel matrix is coated with a type I collagen, with a fibronectin or with a combination thereof.

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En otras realizaciones, los geles y las matrices de gel de cualquiera de los metodos descritos anteriormente tienen cualquiera de las caractensticas de un gel o de una matriz de gel de los metodos de la presente invencion. Cada caractenstica representa una realizacion distinta de la presente invencion.In other embodiments, gels and gel matrices of any of the methods described above have any of the characteristics of a gel or a gel matrix of the methods of the present invention. Each feature represents a different embodiment of the present invention.

Seccion de detalles experimentalesExperimental details section

Ejemplo 1: Medicion de la rigidez de diversos tejidos y preparacion de geles de poliacrilamida que se aproximan a las rigideces de los tejidosExample 1: Measurement of stiffness of various tissues and preparation of polyacrylamide gels that approximate tissue stiffness

Materiales y metodos experimentales Preparacion de geles de poliacrilamidaMaterials and experimental methods Preparation of polyacrylamide gels

Se prepararon soluciones de acrilamida y bisacrilamida (Fisher Biotech, Loughborough, Leicestershire, UK) que conteman una masa polimerica constante de 7,5 % y concentraciones de bisacrilamida de 0,01 %, 0,03 % o 0,3 % para alterar la rigidez. La acrilamida, bisacrilamida, el persulfato de amonio y la N,N,N',N'-Tetrametilendiamina (TEMED) bajo una capa no acuosa de tolueno que contema N-hidroxisuccinimida ester de acido acnlico 0,5 % (Sigma, St. Louis, MS) se polimerizo entre dos cubreobjetos, modificados qmmicamente de la siguiente manera: 200 pl de NaOH 0,1 N se transfirieron con pipeta para cubrir la superficie de un cubreobjetos de vidrio de 25 mm de diametro (Fisherbrand, catalog n.° 12-545-102; Fisher Scientific, Pittsburgh, PA) ) durante 5 minutos. La solucion de NaOH se aspiro, y se aplicaron 200 pl de 3-APTMS (3-aminopropiltrimetoxilano, Sigma N° 28-1778, St. Louis, MO) durante 3 min. El portaobjetos de vidrio se aclaro cuidadosamente con agua desionizada para retirar mediante lavado cualquier resto de solucion de 3-APTMS y se anadieron 200 pl de glutaraldehfdo al 0,5 %v (Sigma N° G7651) en H2O sobre el cubreobjetos durante 20 minutos. El cubreobjetos de vidrio se aclaro con agua, se coloco un cubreobjetos de vidrio de 18 mm de diametro en la parte superior de un trozo de parafilm dentro de una placa de cultivo tisular, y se transfirieron con pipeta algunas gotas de una solucion Surfasil al 10 % en volumen (Pierce no. 42800, Pierce, Rockford, IL) en cloroformo sobre el parafilm cerca del cubreobjetos. La placa de cultivo tisular con una tapa medio cerrada se coloco dentro de un evaporador al vacfo durante 10 minutos.Acrylamide and bisacrylamide solutions (Fisher Biotech, Loughborough, Leicestershire, UK) were prepared containing a constant polymer mass of 7.5% and bisacrylamide concentrations of 0.01%, 0.03% or 0.3% to alter the rigidity. Acrylamide, bisacrylamide, ammonium persulfate and N, N, N ', N'-Tetramethylenediamine (TEMED) under a non-aqueous layer of toluene containing 0.5% acrylic acid N-hydroxysuccinimide ester (Sigma, St. Louis, MS) was polymerized between two coverslips, chemically modified as follows: 200 pl of 0.1 N NaOH were transferred by pipette to cover the surface of a 25 mm diameter glass coverslip (Fisherbrand, catalog # 12-545-102; Fisher Scientific, Pittsburgh, PA)) for 5 minutes. The NaOH solution was aspirated, and 200 pl of 3-APTMS (3-aminopropyltrimethoxylan, Sigma No. 28-1778, St. Louis, MO) was applied for 3 min. The glass slide was carefully rinsed with deionized water to wash off any remaining 3-APTMS solution and 200 µl of 0.5% v glutaraldehyde (Sigma No. G7651) in H2O was added over the slide for 20 minutes. The glass coverslip was rinsed with water, an 18 mm diameter glass coverslip was placed on top of a piece of parafilm inside a tissue culture plate, and a few drops of a 10-fold Surfasil solution were transferred by pipette Volume% (Pierce No. 42800, Pierce, Rockford, IL) in chloroform on the parafilm near the coverslip. The tissue culture plate with a half closed lid was placed in a vacuum evaporator for 10 minutes.

El N-succinimidil acrilato incorporado en la superficie del gel se hizo reaccionar con 0,2mg/ml de laminina (Collaborative Biomedical, Bedford, MA) para producir un recubrimiento uniforme de ligandos adhesivos. Despues de lavar con tampon HEPES para retirar trazas de disolvente no-polimerizado, los pocillos que conteman los geles de poliacrilamida (PA) se cargaron con medio de cultivo y se permitio que se equilibrasen durante una noche a 35 °C.The N-succinimidyl acrylate incorporated into the gel surface was reacted with 0.2mg / ml of laminin (Collaborative Biomedical, Bedford, MA) to produce a uniform coating of adhesive ligands. After washing with HEPES buffer to remove traces of non-polymerized solvent, wells containing polyacrylamide (PA) gels were loaded with culture medium and allowed to equilibrate overnight at 35 ° C.

Caracterizacion viscoelastica de armazones materialesViscoelastic characterization of material frames

Los modulos de cizalla dinamica de los geles se midieron en un espectrometro de fluido reometrico III, controlado por tension (Rheometrics, Piscataway, NJ). Una muestra de 500 pl se polimerizo entre dos placas de acero, y el modulo de cizalla G'(w), que describe la resistencia elastica, se calculo a partir de la tension de cizalla en fase con un esfuerzo de cizalla osciladora del 2 %(1 rad/s). Los modulos de cizalla dinamica de los tejidos se midieron de manera similar. Se corto una muestra de 8 mm de diametro usando un punzon de acero inoxidable y se coloco entre las placas. El G' (u>) prolongado se midio por oscilacion a una tension del 2 %y el modulo de cizalla G(t) prolongado se midio aplicando una tension continua al 10 %y permitiendo que la muestra reposara durante 30 segundos.The dynamic shear modules of the gels were measured in a tension-controlled, rheometric fluid III spectrometer (Rheometrics, Piscataway, NJ). A sample of 500 pl was polymerized between two steel plates, and the shear modulus G '(w), which describes the elastic resistance, was calculated from the shear stress in phase with an oscillating shear stress of 2% (1 rad / s). The dynamic shear modules of the tissues were measured in a similar manner. An 8 mm diameter sample was cut using a stainless steel punch and placed between the plates. The prolonged G '(u>) was measured by oscillation at a tension of 2% and the prolonged shear modulus G (t) was measured by applying a continuous tension at 10% and allowing the sample to stand for 30 seconds.

RESULTADOSRESULTS

Se prepararon geles de poliacrilamida y se recubrieron con una mezcla de 0,14 mg/ml de colageno de tipo I y 0,14 mg/ml de fibronectina de pez. Ajustando la concentracion de acrilamida y bisacrilamida, se consiguio un amplio intervalo de rigidez (Figura 1A). La rigidez de los geles de poliacrilamida no afecta a la cantidad ni a la distribucion de la matriz extracelular en los geles. Se uso tambien reometna in vitro para determinar las propiedades elasticas de los tejidos relevantes para las celulas madre mesenquimales (Tabla 1). Se prepararon geles de poliacrilamida con G' de 200 Pa (en el presente documento usados como un ejemplo de “geles blandos” y denominados como tal) o 7.500 Pa (en el presente documento usados como un ejemplo de “geles ngidos” y denominados como tal); los geles blandos imitan la rigidez de los tejidos grasos y de medula osea.Polyacrylamide gels were prepared and coated with a mixture of 0.14 mg / ml type I collagen and 0.14 mg / ml fish fibronectin. By adjusting the acrylamide and bisacrylamide concentration, a wide range of stiffness was achieved (Figure 1A). The stiffness of polyacrylamide gels does not affect the amount or distribution of the extracellular matrix in the gels. In vitro reometna was also used to determine the elastic properties of tissues relevant to mesenchymal stem cells (Table 1). Polyacrylamide gels with G 'of 200 Pa were prepared (used herein as an example of "soft gels" and referred to as such) or 7,500 Pa (used herein as an example of "nid gels" and referred to as such); Soft gels mimic the stiffness of fatty tissues and bone marrow.

Tabla 1. Rigidez de los tejidos. Se obtuvieron tejidos de rata de tres ratas Sprague-Dawlev.Table 1. Tissue stiffness. Rat tissues from three Sprague-Dawlev rats were obtained.

Tejido  Tissue
Rigidez (Pa)  Rigidity (Pa)

Medula osea bovina  Bovine bone marrow
225 ± 25  225 ± 25

Grasa subcutanea de rata  Subcutaneous rat fat
157 ± 36  157 ± 36

Grasa visceral de rata  Rat visceral fat
130 ± 40  130 ± 40

Hfgado de rata  Rat liver
403 ± 28  403 ± 28

Musculo esqueletico de rata  Skeleton Rat Muscle
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Por lo tanto, se prepararon geles de poliacrilamida que imitaban la rigidez de tejidos biologicos. Ejemplo 2: Forma celular y estructura de F-actina de CMMh en geles blandos y ngidos MATERIALES Y METODOS EXPERIMENTALESTherefore, polyacrylamide gels were prepared that mimicked the stiffness of biological tissues. Example 2: Cellular form and structure of CMMh F-actin in soft and nidged gels MATERIALS AND EXPERIMENTAL METHODS

Se sembraron de forma dispersa CMMh en geles ngidos o geles blandos recubiertos con colageno de tipo I y fibronectina. Las celulas se incubaron durante 24 horas en DMEM + suero de ternero fetal al 10%, se fijaron y se tineron con faloidina Alexa Fluor 488.CMMh were seeded sparingly in neat gels or soft gels coated with type I collagen and fibronectin. The cells were incubated for 24 hours in DMEM + 10% fetal calf serum, fixed and stained with Alexa Fluor 488 phalloidin.

RESULTADOSRESULTS

Se investigo el efecto de la rigidez de la matriz extracelular en la forma y la estructura de F-actina de CMMh (celulas madre mesenquimales humanas). Las celulas se incubaron en presencia de suero en matrices con diversas rigideces durante 24 horas para permitir la adherencia y la propagacion. Las CMMh sembradas en geles rigidos o vidrio adoptaron una forma ahusada y mostraron fibras de tension y F-actina cortical (como se muestra por tincion con faloidina Alexa Fluor 488), mientras que las celulas sembradas en geles blandos mostraron un aspecto redondeado, caredan de fibras de tension y conteman agregados de F-actina (Figura 1B-C).The effect of the rigidity of the extracellular matrix on the form and structure of CMMh F-actin (human mesenchymal stem cells) was investigated. The cells were incubated in the presence of serum in matrices with various stiffnesses for 24 hours to allow adhesion and propagation. The CMMh seeded in rigid gels or glass took a tapered shape and showed tension fibers and cortical F-actin (as shown by staining with Alexa Fluor 488 phalloidin), while the cells seeded in soft gels showed a rounded appearance, lacking Tension fibers and contain F-actin aggregates (Figure 1B-C).

Por lo tanto, las CMMh detectan la rigidez de la matriz extracelular, lo que influye en su forma y estructura de F- actina.Therefore, the CMMh detect the rigidity of the extracellular matrix, which influences its form and structure of F-actin.

Ejemplo 3: Inhibicion de la proliferacion de CMMh en geles blandos.Example 3: Inhibition of the proliferation of CMMh in soft gels.

MATERIALES Y METODOS EXPERIMENTALESEXPERIMENTAL MATERIALS AND METHODS

Se incubaron CMMh con BrdU (Invitrogen, Carlsbad, CA) durante una noche en presencia de suero. Las celulas se fijaron y se inmunotineron para BrdU (Invitrogen). Se contaron mas de 50 celulas tres veces en campos elegidos aleatoriamente.CMMh were incubated with BrdU (Invitrogen, Carlsbad, CA) overnight in the presence of serum. The cells were fixed and immunostained for BrdU (Invitrogen). More than 50 cells were counted three times in randomly chosen fields.

RESULTADOSRESULTS

Se midio la incorporacion de 5-bromo-2'-desoxiuridina 5'-trifosfato (BrdU) en CMMh como un marcador de la progresion del ciclo celular (Figura 2). Se sembraron celulas de forma dispersa en geles blandos, geles ngidos o en superficies de vidrio, recubriendose todos ellos con colageno de tipo I y fibronectina. Como control, tambien se prepararon celulas confluyentes en superficies de vidrio. Como se esperaba, las CMMh sembradas de forma dispersa en superficies de vidrio incorporaron eficazmente BrdU, lo que indicaba un alto nivel de proliferacion. Cuando las celulas fueron confluyentes en las superficies de vidrio, muy pocas CMMh incorporaron BrdU debido a una inhibicion por contacto. El 42 % de las CMMh en geles rigidos incorporaron BrdU, lo que indicaba que estaba proliferando una gran poblacion de celulas, aunque significativamente menor que la de las celulas sembradas de forma dispersa en una superficie de vidrio. Por otro lado, ninguna CMMh en geles blandos incorporo BrdU, incluso aunque las celulas fuesen viables como se evaluo por la ausencia de tincion de azul de tripano. Ademas, la incubacion continuada de CMMh sembradas de forma dispersa en matrices produjo una densidad celular diferente dependiendo de la rigidez de las matrices con mayor densidad en matrices mas ngidas.The incorporation of 5-bromo-2'-deoxyuridine 5'-triphosphate (BrdU) in CMMh was measured as a marker of cell cycle progression (Figure 2). Cells were seeded dispersed in soft gels, nigid gels or on glass surfaces, all of which were coated with type I collagen and fibronectin. As a control, confluent cells were also prepared on glass surfaces. As expected, CMMh seeded dispersed on glass surfaces effectively incorporated BrdU, indicating a high level of proliferation. When the cells were confluent on the glass surfaces, very few CMMh incorporated BrdU due to contact inhibition. 42% of the CMMh in rigid gels incorporated BrdU, indicating that a large population of cells was proliferating, although significantly less than that of cells seeded dispersed on a glass surface. On the other hand, no CMMh in soft gels incorporated BrdU, even though the cells were viable as assessed by the absence of trypan blue staining. In addition, the continuous incubation of CMMh seeded in dispersed form in matrices produced a different cell density depending on the stiffness of the matrices with higher density in sharper matrices.

Por lo tanto, las matrices blandas inhiben la proliferacion de las CMMh incluso en presencia de suero.Therefore, soft matrices inhibit the proliferation of CMMh even in the presence of serum.

Ejemplo 4: Las CMMh en geles blandos son competentes para diferenciarse en adipocitosExample 4: CMMh in soft gels are competent to differentiate into adipocytes

MATERIALES Y METODOS EXPERIMENTALESEXPERIMENTAL MATERIALS AND METHODS

Estudios de diferenciacion de adipocitosAdipocyte differentiation studies

Se sembraron CMMh de suspensiones celulares en placas de cultivo tisular de 96 pocillos recubiertas con colageno de tipo I mas fibronectina a una densidad de 3,5 x 104 celulas/pocillo. Despues de incubar las celulas en DMEM que contema FCS 10% (medio de cultivo, "MC") durante 24 horas, se indujo la diferenciacion de las celulas en adipocitos incubando durante 3 dfas (2 ciclos celulares) en medio de induccion adipogenico (MIA) (MC, dexametasona 1 pM, indometacina 200 pM, insulina 10 pg/ml y metilisobutilxantina 0,5 mM) manteniendo despues en medio de mantenimiento adipogenico (MC, insulina 10 pg/ml). 8 dfas despues de cambiar a MIA, se evaluo la diferenciacion de adipocitos bien por tincion con Oil Red O (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) o bien por inmunotincion con respecto a PPARy2 usando anticuerpos contra PPARy2. Se contaron mas de 50 celulas tres veces en campos elegidos aleatoriamente. Los anticuerpos contra PPARy2 los proporciono el Dr. Mitchell A. Lazar, Universidad de Pensilvania.CMMh of cell suspensions were seeded in 96-well tissue culture plates coated with type I collagen plus fibronectin at a density of 3.5 x 104 cells / well. After incubating the cells in DMEM containing 10% FCS (culture medium, "MC") for 24 hours, the differentiation of the cells into adipocytes was induced by incubating for 3 days (2 cell cycles) in adipogenic induction medium (MIA ) (MC, 1 pM dexamethasone, 200 pM indomethacin, 10 pg / ml insulin and 0.5 mM methyl isobutylxanthine) then maintained in adipogenic maintenance medium (MC, 10 pg / ml insulin). 8 days after switching to MIA, adipocyte differentiation was assessed either by staining with Oil Red O (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) or by immunostaining with respect to PPARy2 using antibodies against PPARy2. More than 50 cells were counted three times in randomly chosen fields. The antibodies against PPARy2 were provided by Dr. Mitchell A. Lazar, University of Pennsylvania.

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RESULTADOSRESULTS

Para confirmar la viabilidad de las CMMh en geles blandos, se midio su capacidad para diferenciarse en adipocitos de dos maneras; (a) inmunotincion de receptores activados por proliferadores de peroxisoma gamma 2 (PPARy2), uno de los factores de transcripcion clave para la adipogenesis, y (b) tincion con Oil Red O para medir la acumulacion de Kpidos. Cuando se indujo la diferenciacion en adipocitos de CMMh confluyentes en una superficie de vidrio mediante una mezcla de dexametasona, indometacina, 3-isobutil-1-metil-xantina e insulina en medio que contema suero de ternero fetal, aproximadamente el 40 % de las celulas mostraron un fenotipo de adipocito (Figura 3A). Por el contrario, en geles blandos con induccion, la tasa de diferenciacion alcanzo mas del 80 %, significativamente mayor que la de vidrio; sin induccion, no se observo ninguna diferenciacion de adipocitos. Ademas, las CMMh sembradas de forma dispersa en vidrio mostraron un alto nivel de proliferacion (Figura 2) y no se diferenciaron en adipocitos (Figura 3B). Estos resultados indican ademas que las CMMh podnan tener que dejar el ciclo celular como un requisito previo para la diferenciacion terminal.To confirm the viability of CMMh in soft gels, their ability to differentiate into adipocytes was measured in two ways; (a) immunostaining of receptors activated by peroxisome gamma 2 proliferators (PPARy2), one of the key transcription factors for adipogenesis, and (b) staining with Oil Red O to measure the accumulation of Kpidos. When differentiation in confluent CMMh adipocytes on a glass surface was induced by a mixture of dexamethasone, indomethacin, 3-isobutyl-1-methyl-xanthine and insulin in medium containing fetal calf serum, approximately 40% of the cells showed an adipocyte phenotype (Figure 3A). On the contrary, in soft gels with induction, the differentiation rate reached more than 80%, significantly higher than that of glass; without induction, no differentiation of adipocytes was observed. In addition, the CMMh seeded dispersed in glass showed a high level of proliferation (Figure 2) and did not differentiate into adipocytes (Figure 3B). These results also indicate that CMMh may have to leave the cell cycle as a prerequisite for terminal differentiation.

Por lo tanto, las CMMh sembradas de forma dispersa en geles blandos son completamente viables y son competentes para la diferenciacion de adipocitos.Therefore, CMMh seeded dispersed in soft gels are completely viable and are competent for adipocyte differentiation.

Ejemplo 5: Estructura de F-actina en astrocitos sembrados en geles ngidos o blandosExample 5: Structure of F-actin in astrocytes seeded in nigid or soft gels

Para caracterizar adicionalmente y cuantificar la respuesta de las celulas a la rigidez de la matriz, tambien se ensayo el efecto de la rigidez de la matriz extracelular en la estructura de F-actina en astrocitos. Se aislaron astrocitos primarios de embriones de ratas Sprague-Dawley de la siguiente manera: se extrajeron embriones (E17-E19) por cesarea de una rata Sprague-Dawley con gestacion programada y se retiraron las cortezas. El tejido se digirio con tripsina/DNasa a 37 °C, se centrifugo (1000 g x 5 min), y se filtro para dar una suspension celular. Para cultivos que conteman tanto neuronas como celulas gliales, las celulas se sembraron directamente en placas con sustratos. Se mantuvieron cultivos de astrocitos primarios durante 14 dfas en cultivo con una serie de tripsinizaciones para retirar las neuronas. Los cultivos usados para los experimentos fueron > 98 % de astrocitos como se determino por inmunocitoqmmica de GFAP. Las celulas se cultivaron en una incubadora a 37 °C y con CO2 5 % en medio de Eagle modificado por Dulbecco (BioWhittaker, East Rutherford, NJ) complementado con F12 de Ham (Sigma) y suero bovino fetal al 5 % (Hyclone, Logan, UT) durante 7 dfas seguido de 5 dfas adicionales de cultivo en Neurobasal (Gibco, Carlsbad, CA) tambien complementado con suero bovino fetal al 5 %, 1-glutamina 2 mM, estreptomicina 50 mcg/ml y penicilina 50 unidades/ml.To further characterize and quantify the response of the cells to the stiffness of the matrix, the effect of the stiffness of the extracellular matrix on the structure of F-actin in astrocytes was also tested. Primary astrocytes were isolated from embryos of Sprague-Dawley rats as follows: embryos (E17-E19) were removed by caesarean section of a Sprague-Dawley rat with programmed gestation and the cortices were removed. The tissue was digested with trypsin / DNase at 37 ° C, centrifuged (1000 g x 5 min), and filtered to give a cell suspension. For cultures containing both neurons and glial cells, the cells were seeded directly on plates with substrates. Primary astrocyte cultures were maintained for 14 days in culture with a series of trypsinizations to remove neurons. The cultures used for the experiments were> 98% astrocytes as determined by GFAP immunocytochemistry. The cells were grown in a 37 ° C incubator and with 5% CO2 in Dulbecco's modified Eagle's medium (BioWhittaker, East Rutherford, NJ) supplemented with Ham's F12 (Sigma) and 5% fetal bovine serum (Hyclone, Logan , UT) for 7 days followed by 5 additional days of culture in Neurobasal (Gibco, Carlsbad, CA) also supplemented with 5% fetal bovine serum, 2 mM 1-glutamine, 50 mcg / ml streptomycin and 50 units / ml penicillin.

Las celulas se incubaron en presencia de suero en geles de poliacrilamida ngidos (11 kPa) o blandos (150 Pa) durante 48 horas para permitir la adherencia y propagacion. Las celulas se fijaron, y se visualizo la estructura de F- actina con faloidina. Como se muestra en la Figura 4, se observaron fibras de tension y F-actina cortical en los astrocitos sembrados en geles ngidos. Por el contrario, en astrocitos sembrados en geles blandos, no habfa fibras de tension y solamente se observaron carcasas de actina cortical. Por lo tanto, los astrocitos sembrados en geles blandos detectaron la flexibilidad de la matriz y en consecuencia no mostraron fibras de tension.The cells were incubated in the presence of serum in nigged (11 kPa) or soft (150 Pa) polyacrylamide gels for 48 hours to allow adhesion and propagation. The cells were fixed, and the structure of F-actin with phalloidin was visualized. As shown in Figure 4, tension fibers and cortical F-actin were observed in astrocytes seeded in nested gels. On the contrary, in astrocytes seeded in soft gels, there were no tension fibers and only cortical actin carcasses were observed. Therefore, astrocytes seeded in soft gels detected the flexibility of the matrix and consequently showed no tension fibers.

Ejemplo 6: Bajo nivel de carga de GTP de RHO en astrocitos sembrados en geles blandosExample 6: Low level of RHO GTP load in astrocytes seeded in soft gels

MATERIALES Y METODOS EXPERIMENTALESEXPERIMENTAL MATERIALS AND METHODS

Ensayo de extraccion de rhotequinaRhotequina Extraction Test

Las celulas se lavaron con solucion salina tamponada con Tris helada y se lisaron en tampon de RIPA (Tris 50 mM, pH 7,2, Triton X-100 1 %, desoxicolato sodico 0,5 %, SDS 0,1 %, NaCl 500 mM, MgCh 10 mM, 10 pg/ml de cada uno de leupeptina y aprotinina, y PMSF 1 mM). Se clarificaron lisados celulares por centrifugacion a 13.000 x g a 4 °C durante 10 min, y se incubaron volumenes iguales de lisados con perlas de GST-RBD (20 pg) a 4 °C durante 45 min. Las perlas se lavaron 4 veces con tampon B (tampon Tris que contiene Triton X-100 1 %, NaCl 150 mM, MgCh 10 mM, 10 mg/ml de cada uno de leupeptina y aprotinina y PMSF 0,1 mM). Se detectaron protemas Rho unidas por transferencia de Western usando un anticuerpo monoclonal contra RhoA (Santa Cruz Biotechnology). Se realizo analisis densitometrico usando sistema de Alphalmager™ (Alpha Innotech). La cantidad de Rho unido a RBD se normalizo con respecto a la cantidad total de Rho en lisados celulares para la comparacion de la actividad de Rho (nivel de Rho unido a GTP) en muestras diferentes.The cells were washed with ice cold Tris buffered saline and lysed in RIPA buffer (50 mM Tris, pH 7.2, 1% Triton X-100, 0.5% sodium deoxycholate, 0.1% SDS, 500 NaCl mM, 10 mM MgCh, 10 pg / ml each of leupeptin and aprotinin, and 1 mM PMSF). Cell lysates were clarified by centrifugation at 13,000 x g at 4 ° C for 10 min, and equal volumes of lysates were incubated with GST-RBD beads (20 pg) at 4 ° C for 45 min. The beads were washed 4 times with buffer B (Tris buffer containing 1% Triton X-100, 150 mM NaCl, 10 mM MgCh, 10 mg / ml each of leupeptin and aprotinin and 0.1 mM PMSF). Bound Rho proteins were detected by Western blotting using a monoclonal antibody against RhoA (Santa Cruz Biotechnology). Densitometric analysis was performed using Alphalmager ™ system (Alpha Innotech). The amount of Rho bound to RBD was normalized with respect to the total amount of Rho in cell lysates for comparison of Rho activity (Rho level bound to GTP) in different samples.

RESULTADOSRESULTS

Para determinar si la perdida de fibras de tension inducida por geles blandos en astrocitos esta asociada o no con la inactivacion de Rho, se sembraron astrocitos en geles de poliacrilamida con diversas rigideces y se incubaron en presencia de suero durante 48 horas. Se prepararon lisados celulares y se ensayo la carga de gTp de Rho usando GST-rhotequina y un ensayo de extraccion de rhotequina. Se calculo la relacion de Rho unido a GTP frente al total. Los astrocitos sembrados en geles blandos mostraron un bajo nivel de Rho unido a GTP (Figura 5), lo que indica la atenuacion de la actividad de Rho en astrocitos sembrados en una matriz blanda, que da como resultado la ausencia de fibras de tension en las celulas.To determine whether the loss of tension fibers induced by soft gels in astrocytes is associated or not with Rho inactivation, astrocytes were seeded in polyacrylamide gels with various stiffnesses and incubated in the presence of serum for 48 hours. Cell lysates were prepared and Rho gTp loading was assayed using GST-rhotequina and a rhotequina extraction assay. The ratio of Rho bound to GTP was calculated against the total. Astrocytes seeded in soft gels showed a low level of Rho bound to GTP (Figure 5), indicating the attenuation of Rho activity in astrocytes seeded in a soft matrix, resulting in the absence of tension fibers in the cells

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Ejemplo 7: Las celulas de melanoma modulan su propagacion. basandose en la rigidez en la matriz extracelular MATERIALES Y METODOS EXPERIMENTALESExample 7: Melanoma cells modulate their spread. based on the rigidity in the extracellular matrix MATERIALS AND EXPERIMENTAL METHODS

Se sembraron de forma dispersa celulas M2 en matrices de diversas rigideces recubiertas con una mezcla de colageno de tipo I y fibronectina. Despues de 24 horas de incubacion. se midio el area celular delimitando los Kmites celulares. Se contaron mas de 30 celulas 3 veces en campos elegidos aleatoriamente.M2 cells were seeded sparingly in matrices of various rigidities coated with a mixture of type I collagen and fibronectin. After 24 hours of incubation. The cell area was measured by delimiting the cellular Kmites. More than 30 cells were counted 3 times in randomly chosen fields.

RESULTADOSRESULTS

Para ensayar si las celulas trasformadas modulan su comportamiento de acuerdo con el nivel de rigidez en la matriz extracelular. se midio el efecto de la rigidez sobre la propagacion celular en lmeas celulares de melanoma humano, denominadas celulas M2. Como se muestra en la Figura 6. las celulas M2 mostraron un mayor tamano en sustratos mas ngidos. Por lo tanto, las celulas M2 transformadas tienen una capacidad de modular su comportamiento (por ejemplo. propagacion celular) de acuerdo con las propiedades mecanicas de la matriz.To test whether the transformed cells modulate their behavior according to the level of stiffness in the extracellular matrix. The effect of stiffness on cell propagation in human melanoma cell lines, called M2 cells, was measured. As shown in Figure 6. M2 cells showed a larger size in more nigged substrates. Therefore, the transformed M2 cells have a capacity to modulate their behavior (for example, cell propagation) according to the mechanical properties of the matrix.

Ejemplo 8: Cantidad reducida de celulas de melanoma en geles blandosExample 8: Reduced amount of melanoma cells in soft gels

Para determinar el efecto de la rigidez de la matriz en el tamano de la poblacion de celulas M2. se sembraron celulas M2 en geles blandos o ngidos (el mismo numero en cada uno) y se recubrieron con una mezcla de colageno de tipo I y fibronectina. Se evaluo la eficacia de la adherencia celular a cada sustrato despues de 24 horas de incubacion en presencia de suero. cuando se adhirieron completamente celulas M2 y proliferaron en ambos geles. Como se muestra en la Figura 7. no hubo diferencias significativas en el numero de celulas adheridas entre geles blandos y ngidos. lo que indica que la rigidez de la matriz no afecta a la adherencia de celulas M2. Despues de una incubacion de 72 horas. aunque se adhirio el mismo numero de celulas a cada sustrato (Figura 7). las 48 horas adicionales de incubacion provocaron una poblacion de celulas significativamente mayor en geles ngidos (Figura 8). No se observo ninguna diferencia observable en el numero de celulas que flotaban en el medio entre geles blandos y ngidos despues de 72 horas de incubacion.To determine the effect of the stiffness of the matrix on the size of the population of M2 cells. M2 cells were seeded in soft or nested gels (the same number in each) and coated with a mixture of type I collagen and fibronectin. The effectiveness of cell adhesion to each substrate was evaluated after 24 hours of incubation in the presence of serum. when M2 cells adhered completely and proliferated in both gels. As shown in Figure 7. there were no significant differences in the number of adhered cells between soft and neat gels. which indicates that the stiffness of the matrix does not affect the adhesion of M2 cells. After an incubation of 72 hours. although the same number of cells adhered to each substrate (Figure 7). the additional 48 hours of incubation caused a significantly larger population of cells in nigged gels (Figure 8). No observable difference was observed in the number of cells that floated in the middle between soft and nested gels after 72 hours of incubation.

Estos resultados demuestran ademas metodos para cuantificar respuestas de CMMh a sustratos blandos.These results also demonstrate methods for quantifying CMMh responses to soft substrates.

Ejemplo 9: Uso de geles blandos para la conservacion prolongada de CMMh sin atenuar la viabilidad y la autorrenovacionExample 9: Use of soft gels for prolonged conservation of CMMh without attenuating viability and self-renewal

MATERIALES Y METODOS EXPERIMENTALESEXPERIMENTAL MATERIALS AND METHODS

Se preparan geles de poliacrilamida blandos con G' de aproximadamente 200 Pa recubiertos con una mezcla de colageno de tipo I y fibronectina en cubreobjetos de vidrio como se ha descrito en el Ejemplo 1. Se colocan geles de poliacrilamida en placas de 6 pocillos cubiertas con gel de agarosa 1 %. para evitar la adhesion celular fuera de los geles de poliacrilamida. o de los cubreobjetos de vidrio. Se siembran 5 x 104 CMMh de pase 2 en geles de poliacrilamida blandos o directamente en placas de cultivo tisular de 6 pocillos recubiertas con colageno de tipo I mas fibronectina. y se incuban en DMEM complementado con suero de ternero fetal (FCS) 10%. Se suspenden muestras de CMMh identicas en DMEM que contiene FCS 10 % y dimetilsulfoxido (dMsO) 10 % y se mantienen congeladas en vapor de nitrogeno lfquido de acuerdo con el protocolo convencional (Gordon SL et al. Cryobiology. Sep 2001; 43 (2): 182-7). Despues de alcanzar 90% de confluencia. las celulas que se habfan sembrado directamente en placas de cultivo tisular se tripsinizan y se subcultivan en nuevas placas de cultivo tisular de 6 pocillos a una densidad de 5 x 104 celulas/pocillo. Las celulas en las placas de cultivo tisular se mantienen hasta que alcanzan el pase 10. Las celulas sembradas en geles de poliacrilamida blandos se vuelven a alimentar con DMEm nuevo complementado con FCS 10 % dos veces cada 7 dfas. Cuando las CMMh mantenidas en placas de cultivo tisular alcanzan el pase 10. se descongelan CMMh reservadas en vapor de nitrogeno lfquido para generar una suspension celular.Soft polyacrylamide gels with G 'of approximately 200 Pa coated with a mixture of type I collagen and fibronectin in glass coverslips are prepared as described in Example 1. Polyacrylamide gels are placed in gel-coated 6-well plates of 1% agarose. to prevent cell adhesion outside polyacrylamide gels. or glass coverslips. 5 x 104 CMMh of pass 2 are seeded in soft polyacrylamide gels or directly in 6-well tissue culture plates coated with type I collagen plus fibronectin. and incubated in DMEM supplemented with 10% fetal calf serum (FCS). Identical CMMh samples are suspended in DMEM containing 10% FCS and 10% dimethylsulfoxide (dMsO) and kept frozen in liquid nitrogen vapor according to the conventional protocol (Gordon SL et al. Cryobiology. Sep 2001; 43 (2) : 182-7). After reaching 90% confluence. cells that had been seeded directly in tissue culture plates are trypsinized and subcultured in new 6-well tissue culture plates at a density of 5 x 104 cells / well. Cells in tissue culture plates are maintained until they reach pass 10. Cells seeded in soft polyacrylamide gels are fed again with new DMEm supplemented with 10% FCS twice every 7 days. When the CMMh maintained in tissue culture plates reach pass 10. CMMh reserved in liquid nitrogen vapor is thawed to generate a cell suspension.

RESULTADOSRESULTS

Para determinar la viabilidad de CMMh sometidas a conservacion prolongada en un estado quiescente en geles blandos. se almacenan CMMh en geles blandos hasta que las CMMh mantenidas en placas de cultivo tisular alcanzan el pase 10. La viabilidad de estas celulas se compara con la de las celulas reservadas en vapor de nitrogeno lfquido. Las celulas adheridas a geles blandos o a placas de cultivo tisular se tripsinizan. mientras que las celulas almacenadas en nitrogeno lfquido se descongelan. para generar una suspension celular. La viabilidad se determina por tincion con azul de tripano de las suspensiones celulares. Por lo tanto. el almacenamiento en gel blando es un medio eficaz para mantener la viabilidad de las CMMh.To determine the viability of CMMh subjected to prolonged preservation in a quiescent state in soft gels. CMMh are stored in soft gels until the CMMh maintained in tissue culture plates reach pass 10. The viability of these cells is compared with that of the reserved cells in liquid nitrogen vapor. Cells attached to soft gels or tissue culture plates are trypsinized. while the cells stored in liquid nitrogen are thawed. to generate a cell suspension. Viability is determined by trypan blue staining of cell suspensions. Thus. Soft gel storage is an effective means of maintaining the viability of CMMh.

Para medir la fuerza de proliferacion de las CMMh almacenadas en incubacion prolongada en geles blandos. se preparan celulas que se han mantenido en geles blandos. en placas de cultivo tisular. o que se han mantenido congeladas en vapor de nitrogeno lfquido. y se realiza un ensayo de incorporacion de BrdU volviendo a sembrar celulas de cada fuente en placas de cultivo tisular recubiertas con colageno de tipo I mas fibronectina e incubandoTo measure the proliferation force of the CMMh stored in prolonged incubation in soft gels. cells that have been kept in soft gels are prepared. in tissue culture plates. or that have been kept frozen in liquid nitrogen vapor. and a BrdU incorporation test is performed by re-seeding cells from each source in tissue culture plates coated with type I collagen plus fibronectin and incubating

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en presencia de suero y BrdU durante 12 horas. Las celulas se fijan y se inmunotinen con respecto a BrdU incubando celulas con anticuerpos anti-BrdU (Invitrogen).in the presence of serum and BrdU for 12 hours. The cells are fixed and immunostained with respect to BrdU by incubating cells with anti-BrdU antibodies (Invitrogen).

Ejemplo 10: Uso de geles blandos para la conservacion prolongada de CMMh sin atenuar la diferenciacion MATERIALES Y METODOS EXPERIMENTALESExample 10: Use of soft gels for prolonged conservation of CMMh without attenuating differentiation MATERIALS AND EXPERIMENTAL METHODS

Ensayos de diferenciacion de osteoblastosOsteoblast differentiation assays

Suspensiones de CMMh de pase 10 se siembran en placas de cultivo tisular de 96 pocillos recubiertas con colageno de tipo I mas fibronectina a una densidad de 103 celulas/pocillo. Despues de incubar las celulas en MC durante 24 horas, se induce la diferenciacion de las celulas en osteoblastos cambiando el medio a medio de induccion osteogenico (MIO) (MC, acido ascorbico-2-fosfato 50 jM, p-glicerofosfato 10 mM, y dexametasona 100 nM), cambiando el medio cada 3 dfas durante 3 semanas. Se evalua la diferenciacion de osteoblastos fijando las celulas con acetona/citrato y tinendo con respecto a actividad fosfatasa alcalina con Fast Blue RR/naftol (Sigma-Aldorich, Kit n.° 85).Pass-through CMMh suspensions 10 are seeded in 96-well tissue culture plates coated with type I collagen plus fibronectin at a density of 103 cells / well. After incubating the cells in MC for 24 hours, the differentiation of the cells into osteoblasts is induced by changing the medium to osteogenic induction medium (MIO) (MC, 50 jM ascorbic acid-2-phosphate, 10 mM p-glycerophosphate, and 100 nM dexamethasone), changing the medium every 3 days for 3 weeks. Osteoblast differentiation is evaluated by fixing the cells with acetone / citrate and tining with respect to alkaline phosphatase activity with Fast Blue RR / naphthol (Sigma-Aldorich, Kit No. 85).

RESULTADOSRESULTS

A continuacion, se mide la fuerza de diferenciacion de CMMh sometidas a conservacion prolongada en un estado quiescente en geles blandos. Se tripsinizan CMMh almacenadas en geles blandos o en placas de cultivo tisular para realizar suspensiones generadas; en paralelo, se preparan suspensiones celulares descongelando las CMMh mantenidas congeladas en nitrogeno lfquido. La diferenciacion de adipocitos se evalua como se ha descrito en el Ejemplo 4.Next, the strength of differentiation of CMMh subjected to prolonged preservation in a quiescent state in soft gels is measured. CMMh stored in soft gels or in tissue culture plates are trypsinized to make generated suspensions; in parallel, cell suspensions are prepared by thawing the CMMh kept frozen in liquid nitrogen. Adipocyte differentiation is evaluated as described in Example 4.

En estudios adicionales, se mide la produccion de adipocitos despues de incubar CMMh directamente en el gel blando, sin sembrar previamente en placas de cultivo tisular y tripsinizacion.In additional studies, the production of adipocytes is measured after incubating CMMh directly in the soft gel, without previously sowing in tissue culture plates and trypsinization.

En estudios adicionales, se mide la produccion de osteoclastos en suspensiones celulares preparadas a partir de geles blandos, placas de cultivo tisular o almacenamiento congelado.In additional studies, the production of osteoclasts in cell suspensions prepared from soft gels, tissue culture plates or frozen storage is measured.

En estudios adicionales, se mide la produccion de osteoclastos despues de incubar CMMh directamente en el gel blando, sin sembrar previamente en placas de cultivo tisular y tripsinizacion.In additional studies, the production of osteoclasts is measured after incubating CMMh directly in the soft gel, without previously sowing in tissue culture plates and trypsinization.

Ejemplo 11: Implicacion de proteinas de union a GTP pequenas de la familia Rho y sistema de actomiosina en la regulacion del crecimiento de celulas madre por rigidez de la matrizExample 11: Involvement of small GTP binding proteins of the Rho family and actomyosin system in the regulation of stem cell growth by matrix stiffness

MATERIALES Y METODOS EXPERIMENTALESEXPERIMENTAL MATERIALS AND METHODS

Ensayos de la familia de RhoRho family trials

Se preparan geles de poliacrilamida con G' de aproximadamente 200 Pa (geles blandos) y con G' de aproximadamente 7500 Pa (geles ngidos) en cubreobjetos de vidrio, y se recubren geles y cubreobjetos con una mezcla de colageno de tipo I y fibronectina. Se colocan geles de poliacrilamida o cubreobjetos de vidrio en placas de 6 pocillos cubiertas con gel de agarosa al 1 % para evitar la adhesion celular fuera de los geles de poliacrilamida o cubreobjetos de vidrio. Se siembran 5 x 104 CMMh en un gel de poliacrilamida o un cubreobjetos de vidrio, despues se incuban en presencia de suero durante 24 horas. Las celulas se someten a un ensayo de precipitacion para investigar el nivel de carga de GTP de Rho, Rac y Cdc42 usando su kit de ensayo de activacion (Upstate Biotech, Charlottesville, VA).Polyacrylamide gels with G 'of approximately 200 Pa (soft gels) and with G' of approximately 7500 Pa (nested gels) are prepared in glass coverslips, and gels and coverslips are coated with a mixture of type I collagen and fibronectin. Polyacrylamide gels or glass coverslips are placed in 6-well plates covered with 1% agarose gel to prevent cell adhesion outside polyacrylamide gels or glass coverslips. 5 x 104 CMMh are seeded in a polyacrylamide gel or glass coverslip, then incubated in the presence of serum for 24 hours. The cells are subjected to a precipitation test to investigate the GTP load level of Rho, Rac and Cdc42 using their activation assay kit (Upstate Biotech, Charlottesville, VA).

Transfeccion de celulas con formas de Rho dominantes negativas o constitutivamente activasTransfection of cells with dominant or negative constitutively active Rho forms

Se clona ADNc para la GTPasa Rho candidata a partir de una genoteca de ADNc de tugado de rata, y se introduce una mutacion que crea una forma D/N o C/A de una protema Rho (Qui RG et al, Proc Natl Acad Sci USA. 5 dic 1995; 92 (25): 11781-5; Lu X et al, Curr Biol. 1 dic 1996; 6 (12): 1677-84), y a cada ADNc se le anade una secuencia que codifica un marcador de myc. Se crea un adenovirus recombinante que expresa proteinas de la familia Rho mutantes y se usa para sobreexpresar las proteinas mutantes en CMMh.CDNA for the candidate Rho GTPase is cloned from a rat tufted cDNA library, and a mutation is introduced that creates a D / N or C / A form of a Rho protein (Qui RG et al, Proc Natl Acad Sci USA 5 Dec 1995; 92 (25): 11781-5; Lu X et al, Curr Biol. 1 Dec 1996; 6 (12): 1677-84), and each cDNA is added a sequence that encodes a marker of myc. A recombinant adenovirus that expresses mutant Rho family proteins is created and used to overexpress the mutant proteins in CMMh.

RESULTADOSRESULTS

Para estudiar adicionalmente el papel de las proteinas de la familia Rho en la transmision de informacion acerca de la matriz extracelular, se ensayan actividades de proteinas de la familia Rho en CMM cultivadas en geles blandos o ngidos. Se identifican proteinas de la familia Rho adicionales implicadas en la trasmision de estas senales.To further study the role of Rho family proteins in the transmission of information about the extracellular matrix, activities of Rho family proteins in CMM cultured in soft or nested gels are tested. Additional Rho family proteins involved in the transmission of these signals are identified.

En experimentos adicionales, la forma dominante negativa (D/N) o la forma constitutivamente activa (C/A) de una protema de la familia Rho de interes se sobreexpresa en CMMh. Se utiliza adenovirus recombinante que expresaIn additional experiments, the dominant negative form (D / N) or the constitutively active form (C / A) of a Rho family of interest protein is overexpressed in CMMh. Recombinant adenovirus is used that expresses

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

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45Four. Five

50fifty

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6565

LacZ como un control negativo. Se preparan CMMh de geles blandos, geles ngidos o cubreobjetos de vidrio, se incuban durante 24 horas, despues se dejan no infectadas o infectadas con adenovirus que expresa LacZ o formas mutantes de protemas de la familia Rho. Despues de 36 horas de incubacion, se anade BrdU al medio, y las celulas se incuban durante 12 horas adicionales en medio que contiene suero, despues se fijan y se inmunotinen con respecto a marcador de myc y BrdU usando anticuerpos anti myc (Cell Signaling Technology, Danvers, MA) y anticuerpos anti BrdU (Invitrogen, Carlsbad, CA). Se usa comparacion del numero de celulas positivas para tincion con BrdU entre celulas no infectadas y celulas infectadas con adenovirus LacZ para confirmar que la infeccion por adenovirus en sf misma no tiene efecto en el crecimiento de CMMh. El numero de celulas positivas para incorporacion de BrdU se compara con el numero positivo para tincion con marcador de myc. La modulacion negativa de la detencion del crecimiento inducida por matriz blanda o promocion de crecimiento inducida por matriz ngida por formas C/A y D/N de protemas de la familia Rho, respectivamente, indica implicacion de la protema de la familia Rho sobreexpresada en la regulacion del crecimiento de CMMh por rigidez de matriz.LacZ as a negative control. CMMh of soft gels, neat gels or glass coverslips are prepared, incubated for 24 hours, then left uninfected or infected with adenovirus expressing LacZ or mutant forms of Rho family proteins. After 36 hours of incubation, BrdU is added to the medium, and the cells are incubated for an additional 12 hours in serum-containing medium, then fixed and immunostained with respect to myc and BrdU marker using anti myc antibodies (Cell Signaling Technology , Danvers, MA) and anti BrdU antibodies (Invitrogen, Carlsbad, CA). Comparison of the number of positive cells for staining with BrdU between uninfected cells and cells infected with adenovirus LacZ is used to confirm that adenovirus infection itself has no effect on the growth of CMMh. The number of positive cells for BrdU incorporation is compared with the positive number for staining with myc marker. The negative modulation of growth arrest induced by soft matrix or promotion of growth induced by matrix defined by C / A and D / N forms of Rho family proteins, respectively, indicates involvement of the Rho family protein overexpressed in the CMMh growth regulation by matrix stiffness.

Ejemplo 12: determinacion del papel de la actomiosina en la regulacion del crecimiento de celulas madreExample 12: Determination of the role of actomyosin in the regulation of stem cell growth

Para estudiar el papel de la actomiosina en la regulacion del crecimiento de CMMh en geles blandos antes de comprometerse a linajes celulares espedficos, las CMMh se siembran en cubreobjetos de vidrio recubiertos con una mezcla de colageno de tipo I y fibronectina durante 24 horas, despues se incuban con BrdU en presencia o ausencia de 2,3-butanodiona monoxima (BDM) 20 mM, blebistatina 100 pM o citocalasina D (CD) 0,25 pM/ml durante 12 horas adicionales. A lo largo del experimento, las celulas se incuban en presencia de suero. Despues de la incubacion, las celulas se fijan y se inmunotinen con respecto a BrdU. Se evalua el efecto en el crecimiento de CMMh de la inhibicion de miosina II por BDM o blebistatina, o la alteracion de filamentos de actina por CD.To study the role of actomyosin in the regulation of the growth of CMMh in soft gels before committing to specific cell lineages, the CMMh are seeded in glass coverslips coated with a mixture of type I collagen and fibronectin for 24 hours, after which incubate with BrdU in the presence or absence of 20 mM 2,3-butanedione monoxime (BDM), 100 pM blebistatin or 0.25 pM / ml cytochalasin D (CD) for an additional 12 hours. Throughout the experiment, the cells are incubated in the presence of serum. After incubation, the cells are fixed and immunostained with respect to BrdU. The effect on the growth of CMMh of myosin II inhibition by BDM or blebistatin, or the alteration of actin filaments by CD is evaluated.

Ejemplo 13: crecimiento y diferenciacion de CMMh en geles de fibrina tridimensionales blandosExample 13: growth and differentiation of CMMh in soft three-dimensional fibrin gels

MATERIALES Y METODOS EXPERIMENTALESEXPERIMENTAL MATERIALS AND METHODS

Reparacion y siembra de geles de fibrinaRepair and planting of fibrin gels

Se rehidrata fibrinogeno de salmon (Searun Holdings, Freeport, ME) en H2O y se diluye hasta 3 (para gel blando) o 18 mg/ml (para gel ngido) en Tris 50 mM, NaCl 150 mM, pH 7,4 y se polimerizan almuotas de 400 microlitros (pl) con 2 unidades/ml de trombina de pez (Searun Holdings) en pocillos de cultivo tisular. La rigidez de los geles de fibrina de salmon preparados de fibrinogeno 3 y 18 mg/ml es de 250 Pa y 2150 Pa, respectivamente. Antes de la polimerizacion, se mezclan 104 CMMh con solucion de fibrinogeno en dMeM que contiene FCS 10 %, en el que las celulas se incuban durante 24 horas.Salmon fibrinogen (Searun Holdings, Freeport, ME) is rehydrated in H2O and diluted to 3 (for soft gel) or 18 mg / ml (for nested gel) in 50 mM Tris, 150 mM NaCl, pH 7.4 and polymerize almuots of 400 microliters (pl) with 2 units / ml of fish thrombin (Searun Holdings) in tissue culture wells. The stiffness of salmon fibrin gels prepared from fibrinogen 3 and 18 mg / ml is 250 Pa and 2150 Pa, respectively. Prior to polymerization, 104 CMMh is mixed with fibrinogen solution in dMeM containing 10% FCS, in which the cells are incubated for 24 hours.

RESULTADOSRESULTS

El analisis de proliferacion de CMM en geles blandos y ngidos de fibrina se evalua incubando celulas durante 12 horas adicionales en presencia de suero y BrdU, seguido de fijacion e inmunotincion para la incorporacion de BrdU.The CMM proliferation analysis in soft gels and fibrin nests is evaluated by incubating cells for an additional 12 hours in the presence of serum and BrdU, followed by fixation and immunostaining for BrdU incorporation.

La fuerza de diferenciacion de CMMh en geles de fibrina se evalua a traves de la eficacia de la diferenciacion de adipocitos. Se induce la diferenciacion de CMM en geles de fibrina en adipocitos cambiando el medio a Medio de Induccion Adipogenico (“MIA” DMEM + FBS 10 %, dexametasona 1 micromolar (pM), indometacina 200 pM, insulina 10 microgramos (pg)/ml y metilisobutilxantina 0,5 mM) durante 3 dfas, manteniendo despues las celulas en Medio de Mantenimiento Adipogenico (MC, insulina 10 pg/ml). 8 dfas despues de cambiar a Medio de Induccion Adipogenico, se evalua la diferenciacion de adipocitos bien por tincion con Oil Red O o bien por inmunotincion anti PPARy2. Se comparan los porcentajes de celulas positivas para tincion con Oil Red O o tincion con PPARy2 entre geles de fibrina blandos y ngidos.The strength of CMMh differentiation in fibrin gels is assessed through the efficacy of adipocyte differentiation. The differentiation of CMM in fibrin gels in adipocytes is induced by changing the medium to Adipogenic Induction Medium (“MIA” DMEM + 10% FBS, 1 micromolar dexamethasone (pM), indomethacin 200 pM, insulin 10 micrograms (pg) / ml and 0.5 mM methyl isobutylxanthine) for 3 days, then keeping the cells in Adipogenic Maintenance Medium (MC, insulin 10 pg / ml). 8 days after switching to Adipogenic Induction Medium, the differentiation of adipocytes is evaluated either by staining with Oil Red O or by anti-PPARy2 immunostaining. The percentages of positive cells for staining with Oil Red O or staining with PPARy2 are compared between soft and nigid fibrin gels.

En otros experimentos, se anaden inhibidores de proteasa a la matriz para impedir o inhibir la degradacion proteolftica u otra remodelacion activa de las celulas.In other experiments, protease inhibitors are added to the matrix to prevent or inhibit proteolytic degradation or other active remodeling of the cells.

Ejemplo 14: uso de CMMh de la presente invencion para mantener la viabilidad de celulas madre hematopoyeticasExample 14: use of CMMh of the present invention to maintain the viability of hematopoietic stem cells

Se siembran suspensiones de CMM de pase 10 en placas de cultivo tisular de 96 pocillos recubiertas con colageno de tipo I mas fibronectina a una densidad de 103 celulas/pocillo. Despues de incubar las celulas en MC durante 24 horas, las celulas se cultivan en presencia de un gel blando o una matriz blanda, como se ha descrito en los Ejemplos anteriores. Los cultivos de celulas madre mesenquimales resultantes se anaden despues a cultivos de celulas madre hematopoyeticas para mantener la viabilidad de estas ultimas celulas.Pass CMM suspensions 10 are seeded in 96-well tissue culture plates coated with type I collagen plus fibronectin at a density of 103 cells / well. After incubating the cells in MC for 24 hours, the cells are cultured in the presence of a soft gel or a soft matrix, as described in the previous Examples. The resulting mesenchymal stem cell cultures are then added to hematopoietic stem cell cultures to maintain the viability of these latter cells.

En estudios adicionales, se incuban CMMh directamente en el gel blando, sin siembra previa en placas de cultivo tisular y tripsinizacion.In additional studies, CMMh are incubated directly in the soft gel, without prior seeding in tissue culture plates and trypsinization.

Habiendose descrito las realizaciones preferidas de la invencion con referencia a los dibujos acompanantes, ha de entenderse que la invencion no esta limitada a las realizaciones en concreto y que los expertos en la materia pueden efectuar diversos cambios y modificaciones en la misma sin alejarse del alcance de la invencion como se define en las reivindicaciones adjuntas.Having described the preferred embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings, it should be understood that the invention is not limited to specific embodiments and that those skilled in the art can make various changes and modifications therein without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims.

Claims (7)

55 1010 15fifteen 20twenty 2525 3030 3535 4040 REIVINDICACIONES 1. Un metodo de induccion de la diferenciacion de una poblacion de celulas madre mesenquimales quiescentes en una poblacion de un tipo de celula de interes, comprendiendo dicho metodo las etapas de (a) mantener dicha poblacion de celulas madre mesenquimales en quiescencia, conservando la capacidad de que dicha poblacion de celulas madre mesenquimales se diferencie en multiples tipos de celulas y conservando la capacidad proliferativa de dicha poblacion de celulas madre mesenquimales en presencia de un aparato que contiene un gel o una matriz de gel que tiene un modulo de cizalla en un intervalo de 150-750 Pa; y (b) cultivar dicha poblacion de celulas madre mesenquimales en presencia de un medio de induccion, induciendo de este modo la diferenciacion de dicha poblacion de celulas madre mesenquimales en una poblacion de un tipo de celula de interes.1. A method of inducing the differentiation of a population of quiescent mesenchymal stem cells in a population of a type of cell of interest, said method comprising the steps of (a) maintaining said population of quiescent mesenchymal stem cells, preserving the capacity that said population of mesenchymal stem cells differs in multiple types of cells and preserving the proliferative capacity of said population of mesenchymal stem cells in the presence of an apparatus containing a gel or a gel matrix having a shear modulus in an interval from 150-750 Pa; and (b) cultivating said population of mesenchymal stem cells in the presence of an induction medium, thereby inducing the differentiation of said population of mesenchymal stem cells in a population of a type of cell of interest. 2. El metodo de la reivindicacion 1, en el que dicha poblacion de un tipo de celula de interes es una poblacion de adipocitos.2. The method of claim 1, wherein said population of a type of cell of interest is a population of adipocytes. 3. El metodo de la reivindicacion 1, en el que dicha poblacion de un tipo de celula de interes es una poblacion de osteoblastos.3. The method of claim 1, wherein said population of a type of cell of interest is a population of osteoblasts. 4. El metodo de la reivindicacion 1, en el que4. The method of claim 1, wherein (a) dicho gel o matriz de gel comprende ademas un suero animal; y/o(a) said gel or gel matrix further comprises an animal serum; I (b) la etapa de mantenimiento de dicha poblacion de celulas madre mesenquimales en un gel o una matriz de gel se precede de una etapa de cultivo de dicha poblacion de celulas madre mesenquimales en un aparato de cultivo tisular; y/o(b) the maintenance stage of said population of mesenchymal stem cells in a gel or a gel matrix is preceded by a culture stage of said population of mesenchymal stem cells in a tissue culture apparatus; I (c) la etapa de mantenimiento se realiza directamente despues del aislamiento, la purificacion o el enriquecimiento de dicha poblacion de celulas madre mesenquimales a partir de una muestra biologica.(c) the maintenance stage is performed directly after isolation, purification or enrichment of said population of mesenchymal stem cells from a biological sample. 5. El metodo de la reivindicacion 1, en el que el medio de induccion es un medio de induccion adipogenico.5. The method of claim 1, wherein the induction medium is an adipogenic induction medium. 6. El metodo de la reivindicacion 1, en el que6. The method of claim 1, wherein a) dicho gel o matriz de gel comprende acrilamida y bisacrilamida; y/oa) said gel or gel matrix comprises acrylamide and bisacrylamide; I b) dicho gel o la matriz de gel es bidimensional o tridimensional; y/ob) said gel or the gel matrix is two-dimensional or three-dimensional; I c) dicho gel o la matriz de gel se recubre con una protema de adhesion; y/oc) said gel or gel matrix is coated with an adhesion protein; I d) dicha poblacion de celulas madre mesenquimales es una poblacion de celulas madre mesenquimales adultas; y/od) said population of mesenchymal stem cells is a population of adult mesenchymal stem cells; I e) dicha poblacion de celulas madre mesenquimales es una poblacion de celulas madre mesenquimales humanas.e) said population of mesenchymal stem cells is a population of human mesenchymal stem cells. 7. El metodo de la reivindicacion 6, en el que7. The method of claim 6, wherein (a) dicho gel o el gel en dicha matriz de gel tiene una concentracion total de acrilamida de 3 % y una concentracion total de bisacrilamida de 0,06 % a 0,5 %, una concentracion total de acrilamida de 5,5 % y una concentracion total de bisacrilamida de 0,05 % a 0,075 % o una concentracion total de acrilamida de 7,5 % y una concentracion total de bisacrilamida de 0,01 % a 0,03 %; y/o(a) said gel or gel in said gel matrix has a total acrylamide concentration of 3% and a total bisacrylamide concentration of 0.06% to 0.5%, a total acrylamide concentration of 5.5% and a total bisacrylamide concentration of 0.05% to 0.075% or a total acrylamide concentration of 7.5% and a total bisacrylamide concentration of 0.01% to 0.03%; I (b) dicha protema de adhesion es un colageno, una fibronectina, o una combinacion de los mismos.(b) said adhesion protein is a collagen, a fibronectin, or a combination thereof.
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